rcu: Consolidate expedited GP code into exp_funnel_lock()
[cascardo/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/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/trace_events.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 /*
72  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
73  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
74  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
75  * that points to the string being used, and this will allow
76  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
77  * address to the matching string.
78  */
79 #ifdef CONFIG_TRACING
80 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
81 static char sname##_varname[] = #sname; \
82 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
83 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
84 #else
85 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
87 #endif
88
89 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
90 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
91 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
92 struct rcu_state sname##_state = { \
93         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
94         .rda = &sname##_data, \
95         .call = cr, \
96         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
97         .gpnum = 0UL - 300UL, \
98         .completed = 0UL - 300UL, \
99         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
100         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
101         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
102         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
103         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
104         .abbr = sabbr, \
105         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
106 }
107
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
109 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
110
111 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
112 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
113
114 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
115 static bool dump_tree;
116 module_param(dump_tree, bool, 0444);
117 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
118 static bool rcu_fanout_exact;
119 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
120 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
121 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
122 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
123 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
124 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
125 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
126 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
127
128 /*
129  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
130  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
131  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
132  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
133  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
134  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
135  * positives from lockdep-RCU error checking.
136  */
137 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
138 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
139
140 /*
141  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
142  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
143  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
144  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
145  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
146  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
147  *
148  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
149  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
150  * a time.
151  */
152 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
153
154 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
155 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
157 static void invoke_rcu_core(void);
158 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
159 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
160                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
161
162 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
163 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
164 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
165 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
166 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
167 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
168 module_param(kthread_prio, int, 0644);
169
170 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
171
172 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
173 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
175 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
176 static const int gp_preinit_delay;
177 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
178
179 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
180 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
181 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
182 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
183 static const int gp_init_delay;
184 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
185
186 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
187 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
188 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
189 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
190 static const int gp_cleanup_delay;
191 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
192
193 /*
194  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
195  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
196  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
197  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
198  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
199  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
200  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
201  */
202 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
203
204 /*
205  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
206  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
207  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
208  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
209  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
210  * These variables enable correlating rcutorture output with the
211  * RCU tracing information.
212  */
213 unsigned long rcutorture_testseq;
214 unsigned long rcutorture_vernum;
215
216 /*
217  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
218  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
219  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
220  * in most contexts.
221  */
222 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
223 {
224         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
225 }
226
227 /*
228  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
229  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
230  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
231  */
232 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
233 {
234         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
235 }
236
237 /*
238  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
239  * how many quiescent states passed, just if there was at least
240  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
241  * The caller must have disabled preemption.
242  */
243 void rcu_sched_qs(void)
244 {
245         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
246                 return;
247         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
248                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
249                                TPS("cpuqs"));
250         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
251         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
252                 return;
253         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
254         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
255                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
256 }
257
258 void rcu_bh_qs(void)
259 {
260         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
261                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
262                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
263                                        TPS("cpuqs"));
264                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
265         }
266 }
267
268 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
269
270 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
271         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
272         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
273 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
274         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
275         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
276 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
277 };
278
279 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
280 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
281
282 /*
283  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
284  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
285  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
286  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
287  * this CPU might (or might not) do in the near future.
288  *
289  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
290  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
291  * by two.
292  *
293  * The caller must have disabled interrupts.
294  */
295 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
296 {
297         struct rcu_data *rdp;
298         struct rcu_dynticks *rdtp;
299         int resched_mask;
300         struct rcu_state *rsp;
301
302         /*
303          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
304          * the flag will be set again after some delay.
305          */
306         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
307         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
308
309         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
310         for_each_rcu_flavor(rsp) {
311                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
312                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
313                         continue;
314                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
315                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
316                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
317                         continue;
318
319                 /*
320                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
321                  * This allows the grace-period kthread to record the
322                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
323                  * further.
324                  */
325                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
326                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
327                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
328                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
329                 break;
330         }
331 }
332
333 /*
334  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
335  * and requires special handling for preemptible RCU.
336  * The caller must have disabled interrupts.
337  */
338 void rcu_note_context_switch(void)
339 {
340         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
341         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
342         rcu_sched_qs();
343         rcu_preempt_note_context_switch();
344         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
345                 rcu_momentary_dyntick_idle();
346         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
347         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
348 }
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
350
351 /*
352  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
353  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
354  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
355  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
356  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
357  * all RCU flavors.
358  *
359  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
360  * called externally, but just in case this is called from within this
361  * file.
362  *
363  */
364 void rcu_all_qs(void)
365 {
366         unsigned long flags;
367
368         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
369         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
370                 local_irq_save(flags);
371                 rcu_momentary_dyntick_idle();
372                 local_irq_restore(flags);
373         }
374         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
375                 /*
376                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
377                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
378                  * this point.  That is OK because in that case, the
379                  * migration will supply the needed quiescent state.
380                  * We might end up needlessly disabling preemption and
381                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
382                  * the probability and cost are both quite low, so this
383                  * should not be a problem in practice.
384                  */
385                 preempt_disable();
386                 rcu_sched_qs();
387                 preempt_enable();
388         }
389         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
390         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
391 }
392 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
393
394 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
395 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
396 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
397
398 module_param(blimit, long, 0444);
399 module_param(qhimark, long, 0444);
400 module_param(qlowmark, long, 0444);
401
402 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
403 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
404
405 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
406 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
407
408 /*
409  * How long the grace period must be before we start recruiting
410  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
411  */
412 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
413 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
414
415 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
416                                   struct rcu_data *rdp);
417 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
418                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
419                                   unsigned long *maxj),
420                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
421 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
422 static int rcu_pending(void);
423
424 /*
425  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
426  */
427 unsigned long rcu_batches_started(void)
428 {
429         return rcu_state_p->gpnum;
430 }
431 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
432
433 /*
434  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
435  */
436 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
437 {
438         return rcu_sched_state.gpnum;
439 }
440 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
441
442 /*
443  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
444  */
445 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
446 {
447         return rcu_bh_state.gpnum;
448 }
449 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
450
451 /*
452  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
453  */
454 unsigned long rcu_batches_completed(void)
455 {
456         return rcu_state_p->completed;
457 }
458 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
459
460 /*
461  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
462  */
463 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
464 {
465         return rcu_sched_state.completed;
466 }
467 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
468
469 /*
470  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
471  */
472 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
473 {
474         return rcu_bh_state.completed;
475 }
476 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
477
478 /*
479  * Force a quiescent state.
480  */
481 void rcu_force_quiescent_state(void)
482 {
483         force_quiescent_state(rcu_state_p);
484 }
485 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
486
487 /*
488  * Force a quiescent state for RCU BH.
489  */
490 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
491 {
492         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
493 }
494 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
495
496 /*
497  * Force a quiescent state for RCU-sched.
498  */
499 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
500 {
501         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
502 }
503 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
504
505 /*
506  * Show the state of the grace-period kthreads.
507  */
508 void show_rcu_gp_kthreads(void)
509 {
510         struct rcu_state *rsp;
511
512         for_each_rcu_flavor(rsp) {
513                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
514                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
515                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
516         }
517 }
518 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
519
520 /*
521  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
522  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
523  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
524  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
525  * store this state in rcutorture itself.
526  */
527 void rcutorture_record_test_transition(void)
528 {
529         rcutorture_testseq++;
530         rcutorture_vernum = 0;
531 }
532 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
533
534 /*
535  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
536  */
537 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
538                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
539 {
540         struct rcu_state *rsp = NULL;
541
542         switch (test_type) {
543         case RCU_FLAVOR:
544                 rsp = rcu_state_p;
545                 break;
546         case RCU_BH_FLAVOR:
547                 rsp = &rcu_bh_state;
548                 break;
549         case RCU_SCHED_FLAVOR:
550                 rsp = &rcu_sched_state;
551                 break;
552         default:
553                 break;
554         }
555         if (rsp != NULL) {
556                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
557                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
558                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
559                 return;
560         }
561         *flags = 0;
562         *gpnum = 0;
563         *completed = 0;
564 }
565 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
566
567 /*
568  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
569  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
570  * messages.
571  */
572 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
573 {
574         rcutorture_vernum++;
575 }
576 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
577
578 /*
579  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
580  */
581 static int
582 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
583 {
584         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
585                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
586 }
587
588 /*
589  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
590  */
591 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
592 {
593         return &rsp->node[0];
594 }
595
596 /*
597  * Is there any need for future grace periods?
598  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
599  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
600  */
601 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
602 {
603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
604         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
605         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
606
607         return READ_ONCE(*fp);
608 }
609
610 /*
611  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
612  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
613  * normal callback registry.
614  */
615 static bool
616 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
617 {
618         int i;
619
620         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
621                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
622         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
623                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
624         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
625                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
626         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
627                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
628         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
629                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
630                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
631                                  rdp->nxtcompleted[i]))
632                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
633         return false; /* No grace period needed. */
634 }
635
636 /*
637  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
638  *
639  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
640  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
641  * The caller must have disabled interrupts.
642  */
643 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
644 {
645         struct rcu_state *rsp;
646         struct rcu_data *rdp;
647         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
648
649         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
650         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
651             !user && !is_idle_task(current)) {
652                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
653                         idle_task(smp_processor_id());
654
655                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
656                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
657                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
658                           current->pid, current->comm,
659                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
660         }
661         for_each_rcu_flavor(rsp) {
662                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
663                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
664         }
665         rcu_prepare_for_idle();
666         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
667         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
668         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
669         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
670         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
671                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
672         rcu_dynticks_task_enter();
673
674         /*
675          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
676          * in an RCU read-side critical section.
677          */
678         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
679                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
680         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
681                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
682         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
683                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
684 }
685
686 /*
687  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
688  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
689  */
690 static void rcu_eqs_enter(bool user)
691 {
692         long long oldval;
693         struct rcu_dynticks *rdtp;
694
695         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
696         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
697         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
698                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
699         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
700                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
701                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
702         } else {
703                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
704         }
705 }
706
707 /**
708  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
709  *
710  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
711  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
712  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
713  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
714  *
715  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
716  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
717  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
718  */
719 void rcu_idle_enter(void)
720 {
721         unsigned long flags;
722
723         local_irq_save(flags);
724         rcu_eqs_enter(false);
725         rcu_sysidle_enter(0);
726         local_irq_restore(flags);
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
729
730 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
731 /**
732  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
733  *
734  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
735  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
736  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
737  * when the CPU runs in userspace.
738  */
739 void rcu_user_enter(void)
740 {
741         rcu_eqs_enter(1);
742 }
743 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
744
745 /**
746  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
747  *
748  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
749  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
750  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
751  *
752  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
753  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
754  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
755  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
756  *
757  * Use things like work queues to work around this limitation.
758  *
759  * You have been warned.
760  */
761 void rcu_irq_exit(void)
762 {
763         long long oldval;
764         struct rcu_dynticks *rdtp;
765
766         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
767         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
768         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
769         rdtp->dynticks_nesting--;
770         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
771                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
772         if (rdtp->dynticks_nesting)
773                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
774         else
775                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
776         rcu_sysidle_enter(1);
777 }
778
779 /*
780  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
781  */
782 void rcu_irq_exit_irqson(void)
783 {
784         unsigned long flags;
785
786         local_irq_save(flags);
787         rcu_irq_exit();
788         local_irq_restore(flags);
789 }
790
791 /*
792  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
793  *
794  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
795  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
796  * The caller must have disabled interrupts.
797  */
798 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
799 {
800         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
801
802         rcu_dynticks_task_exit();
803         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
804         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
805         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
806         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
807         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
808                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
809         rcu_cleanup_after_idle();
810         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
811         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
812             !user && !is_idle_task(current)) {
813                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
814                         idle_task(smp_processor_id());
815
816                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
817                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
818                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
819                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
820                           current->pid, current->comm,
821                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
822         }
823 }
824
825 /*
826  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
827  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
828  */
829 static void rcu_eqs_exit(bool user)
830 {
831         struct rcu_dynticks *rdtp;
832         long long oldval;
833
834         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
835         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
836         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
837         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
838                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
839         } else {
840                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
841                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
842         }
843 }
844
845 /**
846  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
847  *
848  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
849  * read-side critical sections can occur.
850  *
851  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
852  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
853  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
854  * now starting.
855  */
856 void rcu_idle_exit(void)
857 {
858         unsigned long flags;
859
860         local_irq_save(flags);
861         rcu_eqs_exit(false);
862         rcu_sysidle_exit(0);
863         local_irq_restore(flags);
864 }
865 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
866
867 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
868 /**
869  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
870  *
871  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
872  * run a RCU read side critical section anytime.
873  */
874 void rcu_user_exit(void)
875 {
876         rcu_eqs_exit(1);
877 }
878 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
879
880 /**
881  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
882  *
883  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
884  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
885  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
886  *
887  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
888  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
889  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
890  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
891  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
892  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
893  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
894  *
895  * Use things like work queues to work around this limitation.
896  *
897  * You have been warned.
898  */
899 void rcu_irq_enter(void)
900 {
901         struct rcu_dynticks *rdtp;
902         long long oldval;
903
904         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
905         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
906         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
907         rdtp->dynticks_nesting++;
908         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
909                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
910         if (oldval)
911                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
912         else
913                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
914         rcu_sysidle_exit(1);
915 }
916
917 /*
918  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
919  */
920 void rcu_irq_enter_irqson(void)
921 {
922         unsigned long flags;
923
924         local_irq_save(flags);
925         rcu_irq_enter();
926         local_irq_restore(flags);
927 }
928
929 /**
930  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
931  *
932  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
933  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
934  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
935  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
936  * run out of stack space first.)
937  */
938 void rcu_nmi_enter(void)
939 {
940         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
941         int incby = 2;
942
943         /* Complain about underflow. */
944         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
945
946         /*
947          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
948          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
949          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
950          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
951          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
952          * period (observation due to Andy Lutomirski).
953          */
954         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
955                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
956                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
957                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
958                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
959                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
960                 incby = 1;
961         }
962         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
963         barrier();
964 }
965
966 /**
967  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
968  *
969  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
970  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
971  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
972  * being RCU-idle.
973  */
974 void rcu_nmi_exit(void)
975 {
976         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
977
978         /*
979          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
980          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
981          * to us!)
982          */
983         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
984         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
985
986         /*
987          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
988          * leave it in non-RCU-idle state.
989          */
990         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
991                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
992                 return;
993         }
994
995         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
996         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
997         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
998         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
999         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
1000         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
1001         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1006  *
1007  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1008  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1009  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1010  * least disabled preemption.
1011  */
1012 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1013 {
1014         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1015 }
1016
1017 /**
1018  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1019  *
1020  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1021  * or NMI handler, return true.
1022  */
1023 bool notrace rcu_is_watching(void)
1024 {
1025         bool ret;
1026
1027         preempt_disable_notrace();
1028         ret = __rcu_is_watching();
1029         preempt_enable_notrace();
1030         return ret;
1031 }
1032 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1033
1034 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1035
1036 /*
1037  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1038  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1039  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1040  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1041  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1042  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1043  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1044  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1045  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1046  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1047  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1048  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1049  * notifiers.
1050  *
1051  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1052  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1053  *
1054  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1055  * errors from NMI handlers anyway.
1056  */
1057 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1058 {
1059         struct rcu_data *rdp;
1060         struct rcu_node *rnp;
1061         bool ret;
1062
1063         if (in_nmi())
1064                 return true;
1065         preempt_disable();
1066         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1067         rnp = rdp->mynode;
1068         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1069               !rcu_scheduler_fully_active;
1070         preempt_enable();
1071         return ret;
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1074
1075 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1076
1077 /**
1078  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1079  *
1080  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1081  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1082  * disabled preemption.
1083  */
1084 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1085 {
1086         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1091  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1092  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1093  */
1094 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1095                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1096 {
1097         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1098         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1099         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1100                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1101                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1102                                  rdp->mynode->gpnum))
1103                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1104                 return 1;
1105         }
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1111  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1112  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1113  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1114  */
1115 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1116                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1117 {
1118         unsigned int curr;
1119         int *rcrmp;
1120         unsigned int snap;
1121
1122         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1123         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1124
1125         /*
1126          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1127          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1128          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1129          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1130          * read-side critical section that started before the beginning
1131          * of the current RCU grace period.
1132          */
1133         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1134                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1135                 rdp->dynticks_fqs++;
1136                 return 1;
1137         }
1138
1139         /*
1140          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1141          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1142          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1143          * quiescent state.
1144          *
1145          * The reason for insisting that the grace period be at least
1146          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1147          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1148          * sections.
1149          */
1150         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1151                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1152         barrier();
1153         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1154                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1155                 rdp->offline_fqs++;
1156                 return 1;
1157         }
1158
1159         /*
1160          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1161          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1162          * even context-switching back and forth between a pair of
1163          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1164          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1165          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1166          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1167          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1168          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1169          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1170          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1171          * there are at most four threads involved, and because the
1172          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1173          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1174          * quite low.
1175          *
1176          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1177          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1178          * warning delay.
1179          */
1180         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1181         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1182                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1183             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1184                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1185                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1186                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1187                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1188                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1189                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1190                 }
1191                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1192         }
1193
1194         /* And if it has been a really long time, kick the CPU as well. */
1195         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1196                          rdp->rsp->gp_start + 2 * jiffies_till_sched_qs) ||
1197             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs))
1198                 resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1199
1200         return 0;
1201 }
1202
1203 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1204 {
1205         unsigned long j = jiffies;
1206         unsigned long j1;
1207
1208         rsp->gp_start = j;
1209         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1210         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1211         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1212         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1213         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1218  */
1219 static const char *gp_state_getname(short gs)
1220 {
1221         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1222                 return "???";
1223         return gp_state_names[gs];
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1228  */
1229 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1230 {
1231         unsigned long gpa;
1232         unsigned long j;
1233
1234         j = jiffies;
1235         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1236         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1237                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1238                        rsp->name, j - gpa,
1239                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1240                        rsp->gp_flags,
1241                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1242                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1243                 if (rsp->gp_kthread)
1244                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1245         }
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1250  */
1251 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1252 {
1253         int cpu;
1254         unsigned long flags;
1255         struct rcu_node *rnp;
1256
1257         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1258                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1259                 if (rnp->qsmask != 0) {
1260                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1261                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1262                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1263                 }
1264                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1265         }
1266 }
1267
1268 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1269 {
1270         int cpu;
1271         long delta;
1272         unsigned long flags;
1273         unsigned long gpa;
1274         unsigned long j;
1275         int ndetected = 0;
1276         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1277         long totqlen = 0;
1278
1279         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1280
1281         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1282         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1283         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1284                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1285                 return;
1286         }
1287         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1288                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1289         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1290
1291         /*
1292          * OK, time to rat on our buddy...
1293          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1294          * RCU CPU stall warnings.
1295          */
1296         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1297                rsp->name);
1298         print_cpu_stall_info_begin();
1299         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1300                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1301                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1302                 if (rnp->qsmask != 0) {
1303                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1304                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1305                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1306                                                              rnp->grplo + cpu);
1307                                         ndetected++;
1308                                 }
1309                 }
1310                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1311         }
1312
1313         print_cpu_stall_info_end();
1314         for_each_possible_cpu(cpu)
1315                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1316         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1317                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1318                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1319         if (ndetected) {
1320                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1321         } else {
1322                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1323                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1324                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1325                 } else {
1326                         j = jiffies;
1327                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1328                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1329                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1330                                jiffies_till_next_fqs,
1331                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1332                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1333                         sched_show_task(current);
1334                 }
1335         }
1336
1337         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1338         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1339
1340         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1341
1342         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1343 }
1344
1345 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1346 {
1347         int cpu;
1348         unsigned long flags;
1349         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1350         long totqlen = 0;
1351
1352         /*
1353          * OK, time to rat on ourselves...
1354          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1355          * RCU CPU stall warnings.
1356          */
1357         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1358         print_cpu_stall_info_begin();
1359         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1360         print_cpu_stall_info_end();
1361         for_each_possible_cpu(cpu)
1362                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1363         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1364                 jiffies - rsp->gp_start,
1365                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1366
1367         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1368
1369         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1370
1371         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1372         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1373                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1374                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1375         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1376
1377         /*
1378          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1379          *
1380          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1381          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1382          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1383          */
1384         resched_cpu(smp_processor_id());
1385 }
1386
1387 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1388 {
1389         unsigned long completed;
1390         unsigned long gpnum;
1391         unsigned long gps;
1392         unsigned long j;
1393         unsigned long js;
1394         struct rcu_node *rnp;
1395
1396         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1397                 return;
1398         j = jiffies;
1399
1400         /*
1401          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1402          *
1403          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1404          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1405          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1406          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1407          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1408          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1409          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1410          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1411          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1412          * from rsp->gpnum.
1413          *
1414          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1415          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1416          */
1417         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1418         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1419         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1420         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1421         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1422         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1423         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1424         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1425             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1426             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1427                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1428         rnp = rdp->mynode;
1429         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1430             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1431
1432                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1433                 print_cpu_stall(rsp);
1434
1435         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1436                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1437
1438                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1439                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1440         }
1441 }
1442
1443 /**
1444  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1445  *
1446  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1447  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1448  * RCU grace periods.
1449  *
1450  * The caller must disable hard irqs.
1451  */
1452 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1453 {
1454         struct rcu_state *rsp;
1455
1456         for_each_rcu_flavor(rsp)
1457                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1462  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1463  * no-callbacks CPUs.
1464  */
1465 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1466 {
1467         int i;
1468
1469         rdp->nxtlist = NULL;
1470         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1471                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1476  */
1477 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1478 {
1479         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1480                 return;
1481         init_default_callback_list(rdp);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1486  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1487  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1488  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1489  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1490  *
1491  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1492  */
1493 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1494                                        struct rcu_node *rnp)
1495 {
1496         /*
1497          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1498          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1499          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1500          * period might have started, but just not yet gotten around
1501          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1502          */
1503         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1504                 return rnp->completed + 1;
1505
1506         /*
1507          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1508          * then the subsequent full grace period.
1509          */
1510         return rnp->completed + 2;
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1515  * rcu_nocb_wait_gp().
1516  */
1517 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1518                                 unsigned long c, const char *s)
1519 {
1520         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1521                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1522                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1527  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1528  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1529  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1530  *
1531  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1532  */
1533 static bool __maybe_unused
1534 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1535                     unsigned long *c_out)
1536 {
1537         unsigned long c;
1538         int i;
1539         bool ret = false;
1540         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1541
1542         /*
1543          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1544          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1545          */
1546         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1547         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1548         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1549                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1550                 goto out;
1551         }
1552
1553         /*
1554          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1555          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1556          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1557          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1558          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1559          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1560          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1561          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1562          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1563          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1564          * doing some extra useless work.
1565          */
1566         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1567             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1568                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1569                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1570                 goto out;
1571         }
1572
1573         /*
1574          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1575          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1576          * start one (if needed).
1577          */
1578         if (rnp != rnp_root)
1579                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1580
1581         /*
1582          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1583          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1584          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1585          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1586          */
1587         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1588         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1589                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1590                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1591
1592         /*
1593          * If the needed for the required grace period is already
1594          * recorded, trace and leave.
1595          */
1596         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1597                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1598                 goto unlock_out;
1599         }
1600
1601         /* Record the need for the future grace period. */
1602         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1603
1604         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1605         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1606                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1607         } else {
1608                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1609                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1610         }
1611 unlock_out:
1612         if (rnp != rnp_root)
1613                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1614 out:
1615         if (c_out != NULL)
1616                 *c_out = c;
1617         return ret;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1622  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1623  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1624  * waiting for this grace period to complete.
1625  */
1626 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1627 {
1628         int c = rnp->completed;
1629         int needmore;
1630         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1631
1632         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1633         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1634         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1635                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1636         return needmore;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1641  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1642  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1643  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1644  * a kthread that has not yet been created.
1645  */
1646 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1647 {
1648         if (current == rsp->gp_kthread ||
1649             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1650             !rsp->gp_kthread)
1651                 return;
1652         swake_up(&rsp->gp_wq);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1657  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1658  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1659  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1660  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1661  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1662  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1663  * awaken the RCU grace-period kthread.
1664  *
1665  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1666  */
1667 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1668                                struct rcu_data *rdp)
1669 {
1670         unsigned long c;
1671         int i;
1672         bool ret;
1673
1674         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1675         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1676                 return false;
1677
1678         /*
1679          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1680          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1681          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1682          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1683          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1684          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1685          *
1686          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1687          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1688          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1689          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1690          * been assigned a ->completed number.
1691          */
1692         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1693         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1694                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1695                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1696                         break;
1697
1698         /*
1699          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1700          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1701          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1702          * be grouped into.
1703          */
1704         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1705                 return false;
1706
1707         /*
1708          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1709          * full grace period and group them all in the sublist initially
1710          * indexed by "i".
1711          */
1712         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1713                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1714                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1715         }
1716         /* Record any needed additional grace periods. */
1717         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1718
1719         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1720         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1721                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1722         else
1723                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1724         return ret;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1729  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1730  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1731  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1732  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1733  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1734  *
1735  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1736  */
1737 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1738                             struct rcu_data *rdp)
1739 {
1740         int i, j;
1741
1742         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1743         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1744                 return false;
1745
1746         /*
1747          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1748          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1749          */
1750         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1751                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1752                         break;
1753                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1754         }
1755         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1756         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1757                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1758
1759         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1760         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1761                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1762                         break;
1763                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1764                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1765         }
1766
1767         /* Classify any remaining callbacks. */
1768         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1773  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1774  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1775  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1776  */
1777 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1778                               struct rcu_data *rdp)
1779 {
1780         bool ret;
1781
1782         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1783         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1784             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1785
1786                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1787                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1788
1789         } else {
1790
1791                 /* Advance callbacks. */
1792                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1793
1794                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1795                 rdp->completed = rnp->completed;
1796                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1797         }
1798
1799         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1800                 /*
1801                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1802                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1803                  * go looking for one.
1804                  */
1805                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1806                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1807                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1808                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1809                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1810                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1811                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1812         }
1813         return ret;
1814 }
1815
1816 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1817 {
1818         unsigned long flags;
1819         bool needwake;
1820         struct rcu_node *rnp;
1821
1822         local_irq_save(flags);
1823         rnp = rdp->mynode;
1824         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1825              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1826              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1827             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1828                 local_irq_restore(flags);
1829                 return;
1830         }
1831         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1832         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1833         if (needwake)
1834                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1835 }
1836
1837 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1838 {
1839         if (delay > 0 &&
1840             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1841                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1846  */
1847 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1848 {
1849         unsigned long oldmask;
1850         struct rcu_data *rdp;
1851         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1852
1853         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1854         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1855         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1856                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1857                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1858                 return false;
1859         }
1860         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1861
1862         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1863                 /*
1864                  * Grace period already in progress, don't start another.
1865                  * Not supposed to be able to happen.
1866                  */
1867                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1868                 return false;
1869         }
1870
1871         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1872         record_gp_stall_check_time(rsp);
1873         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1874         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1875         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1876         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1877
1878         /*
1879          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1880          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1881          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1882          * will handle subsequent offline CPUs.
1883          */
1884         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1885                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1886                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1887                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1888                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1889                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1890                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1891                         continue;
1892                 }
1893
1894                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1895                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1896                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1897
1898                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1899                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1900                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1901                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1902                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1903                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1904                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1905                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1906                 }
1907
1908                 /*
1909                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1910                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1911                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1912                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1913                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1914                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1915                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1916                  */
1917                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1918                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1919                      rnp->qsmaskinit)) {
1920                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1921                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1922                 }
1923
1924                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1925         }
1926
1927         /*
1928          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1929          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1930          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1931          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1932          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1933          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1934          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1935          * CPU-hotplug operations.
1936          *
1937          * The grace period cannot complete until the initialization
1938          * process finishes, because this kthread handles both.
1939          */
1940         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1941                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1942                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1943                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1944                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1945                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1946                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1947                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1948                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1949                 if (rnp == rdp->mynode)
1950                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1951                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1952                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1953                                             rnp->level, rnp->grplo,
1954                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1955                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1956                 cond_resched_rcu_qs();
1957                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1958         }
1959
1960         return true;
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1965  * at force-quiescent-state time.
1966  */
1967 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1968 {
1969         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1970
1971         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1972         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1973         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1974                 return true;
1975
1976         /* The current grace period has completed. */
1977         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1978                 return true;
1979
1980         return false;
1981 }
1982
1983 /*
1984  * Do one round of quiescent-state forcing.
1985  */
1986 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1987 {
1988         bool isidle = false;
1989         unsigned long maxj;
1990         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1991
1992         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1993         rsp->n_force_qs++;
1994         if (first_time) {
1995                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1996                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1997                         isidle = true;
1998                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1999                 }
2000                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2001                              &isidle, &maxj);
2002                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2003         } else {
2004                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2005                 isidle = true;
2006                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2007         }
2008         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2009         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2010                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2011                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2012                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2013                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2014         }
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Clean up after the old grace period.
2019  */
2020 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2021 {
2022         unsigned long gp_duration;
2023         bool needgp = false;
2024         int nocb = 0;
2025         struct rcu_data *rdp;
2026         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2027         struct swait_queue_head *sq;
2028
2029         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2030         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2031         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2032         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2033                 rsp->gp_max = gp_duration;
2034
2035         /*
2036          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2037          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2038          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2039          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2040          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2041          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2042          */
2043         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2044
2045         /*
2046          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2047          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2048          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2049          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2050          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2051          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2052          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2053          */
2054         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2055                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2056                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2057                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2058                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2059                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2060                 if (rnp == rdp->mynode)
2061                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2062                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2063                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2064                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2065                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2066                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2067                 cond_resched_rcu_qs();
2068                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2069                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2070         }
2071         rnp = rcu_get_root(rsp);
2072         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2073         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2074
2075         /* Declare grace period done. */
2076         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2077         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2078         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2079         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2080         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2081         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2082         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2083                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2084                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2085                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2086                                        TPS("newreq"));
2087         }
2088         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Body of kthread that handles grace periods.
2093  */
2094 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2095 {
2096         bool first_gp_fqs;
2097         int gf;
2098         unsigned long j;
2099         int ret;
2100         struct rcu_state *rsp = arg;
2101         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2102
2103         rcu_bind_gp_kthread();
2104         for (;;) {
2105
2106                 /* Handle grace-period start. */
2107                 for (;;) {
2108                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2109                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2110                                                TPS("reqwait"));
2111                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2112                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2113                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2114                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2115                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2116                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2117                         if (rcu_gp_init(rsp))
2118                                 break;
2119                         cond_resched_rcu_qs();
2120                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2121                         WARN_ON(signal_pending(current));
2122                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2123                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2124                                                TPS("reqwaitsig"));
2125                 }
2126
2127                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2128                 first_gp_fqs = true;
2129                 j = jiffies_till_first_fqs;
2130                 if (j > HZ) {
2131                         j = HZ;
2132                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2133                 }
2134                 ret = 0;
2135                 for (;;) {
2136                         if (!ret)
2137                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2138                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2139                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2140                                                TPS("fqswait"));
2141                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2142                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2143                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2144                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2145                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2146                         /* If grace period done, leave loop. */
2147                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2148                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2149                                 break;
2150                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2151                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2152                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2153                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2154                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2155                                                        TPS("fqsstart"));
2156                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2157                                 first_gp_fqs = false;
2158                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2159                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2160                                                        TPS("fqsend"));
2161                                 cond_resched_rcu_qs();
2162                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2163                         } else {
2164                                 /* Deal with stray signal. */
2165                                 cond_resched_rcu_qs();
2166                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2167                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2168                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2169                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2170                                                        TPS("fqswaitsig"));
2171                         }
2172                         j = jiffies_till_next_fqs;
2173                         if (j > HZ) {
2174                                 j = HZ;
2175                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2176                         } else if (j < 1) {
2177                                 j = 1;
2178                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2179                         }
2180                 }
2181
2182                 /* Handle grace-period end. */
2183                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2184                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2185                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2186         }
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2191  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2192  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2193  *
2194  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2195  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2196  * quiescent state.
2197  *
2198  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2199  */
2200 static bool
2201 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2202                       struct rcu_data *rdp)
2203 {
2204         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2205                 /*
2206                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2207                  * task, this CPU does not need another grace period,
2208                  * or a grace period is already in progress.
2209                  * Either way, don't start a new grace period.
2210                  */
2211                 return false;
2212         }
2213         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2214         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2215                                TPS("newreq"));
2216
2217         /*
2218          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2219          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2220          * the wakeup to our caller.
2221          */
2222         return true;
2223 }
2224
2225 /*
2226  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2227  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2228  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2229  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2230  * that is encountered beforehand.
2231  *
2232  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2233  */
2234 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2235 {
2236         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2237         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2238         bool ret = false;
2239
2240         /*
2241          * If there is no grace period in progress right now, any
2242          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2243          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2244          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2245          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2246          * then start the grace period!
2247          */
2248         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2249         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2250         return ret;
2251 }
2252
2253 /*
2254  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2255  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2256  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2257  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2258  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2259  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2260  * which is released before return.
2261  */
2262 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2263         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2264 {
2265         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2266         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2267         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2268         swake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2273  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2274  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2275  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2276  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2277  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2278  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2279  * must be held upon entry, and it is released before return.
2280  */
2281 static void
2282 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2283                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2284         __releases(rnp->lock)
2285 {
2286         unsigned long oldmask = 0;
2287         struct rcu_node *rnp_c;
2288
2289         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2290         for (;;) {
2291                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2292
2293                         /*
2294                          * Our bit has already been cleared, or the
2295                          * relevant grace period is already over, so done.
2296                          */
2297                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2298                         return;
2299                 }
2300                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2301                 rnp->qsmask &= ~mask;
2302                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2303                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2304                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2305                                                  !!rnp->gp_tasks);
2306                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2307
2308                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2309                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2310                         return;
2311                 }
2312                 mask = rnp->grpmask;
2313                 if (rnp->parent == NULL) {
2314
2315                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2316
2317                         break;
2318                 }
2319                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2320                 rnp_c = rnp;
2321                 rnp = rnp->parent;
2322                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2323                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2324         }
2325
2326         /*
2327          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2328          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2329          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2330          */
2331         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2336  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2337  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2338  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2339  * disabled.
2340  */
2341 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2342                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2343         __releases(rnp->lock)
2344 {
2345         unsigned long gps;
2346         unsigned long mask;
2347         struct rcu_node *rnp_p;
2348
2349         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2350             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2351                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2352                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2353         }
2354
2355         rnp_p = rnp->parent;
2356         if (rnp_p == NULL) {
2357                 /*
2358                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2359                  * try to report up to its nonexistent parent!
2360                  */
2361                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2362                 return;
2363         }
2364
2365         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2366         gps = rnp->gpnum;
2367         mask = rnp->grpmask;
2368         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2369         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2370         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2375  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2376  */
2377 static void
2378 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2379 {
2380         unsigned long flags;
2381         unsigned long mask;
2382         bool needwake;
2383         struct rcu_node *rnp;
2384
2385         rnp = rdp->mynode;
2386         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2387         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2388              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2389             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2390             rdp->gpwrap) {
2391
2392                 /*
2393                  * The grace period in which this quiescent state was
2394                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2395                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2396                  * within the current grace period.
2397                  */
2398                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2399                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2400                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2401                 return;
2402         }
2403         mask = rdp->grpmask;
2404         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2405                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2406         } else {
2407                 rdp->core_needs_qs = false;
2408
2409                 /*
2410                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2411                  * callbacks can be processed during the next GP.
2412                  */
2413                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2414
2415                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2416                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2417                 if (needwake)
2418                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2419         }
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2424  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2425  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2426  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2427  */
2428 static void
2429 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2430 {
2431         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2432         note_gp_changes(rsp, rdp);
2433
2434         /*
2435          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2436          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2437          */
2438         if (!rdp->core_needs_qs)
2439                 return;
2440
2441         /*
2442          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2443          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2444          */
2445         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2446             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2447                 return;
2448
2449         /*
2450          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2451          * judge of that).
2452          */
2453         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2458  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2459  * ->orphan_lock.
2460  */
2461 static void
2462 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2463                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2464 {
2465         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2466         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2467                 return;
2468
2469         /*
2470          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2471          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2472          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2473          */
2474         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2475                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2476                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2477                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2478                 rdp->qlen_lazy = 0;
2479                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2480         }
2481
2482         /*
2483          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2484          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2485          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2486          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2487          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2488          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2489          * we just reset the whole thing later on.
2490          */
2491         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2492                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2493                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2494                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2495         }
2496
2497         /*
2498          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2499          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2500          * required to pass though another grace period: They are done.
2501          */
2502         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2503                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2504                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2505         }
2506
2507         /*
2508          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2509          * disallow further callbacks on this CPU.
2510          */
2511         init_callback_list(rdp);
2512         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2517  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2518  */
2519 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2520 {
2521         int i;
2522         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2523
2524         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2525         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2526             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2527                 return;
2528
2529         /* Do the accounting first. */
2530         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2531         rdp->qlen += rsp->qlen;
2532         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2533         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2534                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2535         rsp->qlen_lazy = 0;
2536         rsp->qlen = 0;
2537
2538         /*
2539          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2540          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2541          * we are the task doing the rcu_barrier().
2542          */
2543
2544         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2545         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2546                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2547                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2548                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2549                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2550                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2551                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2552                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2553         }
2554
2555         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2556         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2557                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2558                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2559                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2560                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2561         }
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2566  */
2567 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2568 {
2569         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2570         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2571         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2572
2573         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2574                 return;
2575
2576         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2577         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2578                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2579                                TPS("cpuofl"));
2580 }
2581
2582 /*
2583  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2584  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2585  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2586  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2587  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2588  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2589  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2590  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2591  * updated
2592  *
2593  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2594  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2595  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2596  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2597  * invoke it again.
2598  */
2599 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2600 {
2601         long mask;
2602         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2603
2604         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2605             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2606                 return;
2607         for (;;) {
2608                 mask = rnp->grpmask;
2609                 rnp = rnp->parent;
2610                 if (!rnp)
2611                         break;
2612                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2613                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2614                 rnp->qsmask &= ~mask;
2615                 if (rnp->qsmaskinit) {
2616                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2617                         /* irqs remain disabled. */
2618                         return;
2619                 }
2620                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2621         }
2622 }
2623
2624 /*
2625  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2626  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2627  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2628  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2629  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2630  */
2631 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2632 {
2633         unsigned long flags;
2634         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2635         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2636
2637         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2638                 return;
2639
2640         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2641         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2642
2643         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2644         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2645         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2646         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2647         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2648
2649         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2650                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2651                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2652 }
2653
2654 /*
2655  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2656  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2657  */
2658 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2659 {
2660         unsigned long flags;
2661         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2662         long bl, count, count_lazy;
2663         int i;
2664
2665         /* If no callbacks are ready, just return. */
2666         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2667                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2668                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2669                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2670                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2671                 return;
2672         }
2673
2674         /*
2675          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2676          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2677          */
2678         local_irq_save(flags);
2679         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2680         bl = rdp->blimit;
2681         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2682         list = rdp->nxtlist;
2683         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2684         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2685         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2686         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2687                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2688                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2689         local_irq_restore(flags);
2690
2691         /* Invoke callbacks. */
2692         count = count_lazy = 0;
2693         while (list) {
2694                 next = list->next;
2695                 prefetch(next);
2696                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2697                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2698                         count_lazy++;
2699                 list = next;
2700                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2701                 if (++count >= bl &&
2702                     (need_resched() ||
2703                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2704                         break;
2705         }
2706
2707         local_irq_save(flags);
2708         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2709                             is_idle_task(current),
2710                             rcu_is_callbacks_kthread());
2711
2712         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2713         if (list != NULL) {
2714                 *tail = rdp->nxtlist;
2715                 rdp->nxtlist = list;
2716                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2717                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2718                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2719                         else
2720                                 break;
2721         }
2722         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2723         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2724         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2725         rdp->n_cbs_invoked += count;
2726
2727         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2728         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2729                 rdp->blimit = blimit;
2730
2731         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2732         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2733                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2734                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2735         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2736                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2737         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2738
2739         local_irq_restore(flags);
2740
2741         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2742         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2743                 invoke_rcu_core();
2744 }
2745
2746 /*
2747  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2748  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2749  * Also schedule RCU core processing.
2750  *
2751  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2752  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2753  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2754  */
2755 void rcu_check_callbacks(int user)
2756 {
2757         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2758         increment_cpu_stall_ticks();
2759         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2760
2761                 /*
2762                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2763                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2764                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2765                  * a quiescent state, so note it.
2766                  *
2767                  * No memory barrier is required here because both
2768                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2769                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2770                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2771                  */
2772
2773                 rcu_sched_qs();
2774                 rcu_bh_qs();
2775
2776         } else if (!in_softirq()) {
2777
2778                 /*
2779                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2780                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2781                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2782                  * critical section, so note it.
2783                  */
2784
2785                 rcu_bh_qs();
2786         }
2787         rcu_preempt_check_callbacks();
2788         if (rcu_pending())
2789                 invoke_rcu_core();
2790         if (user)
2791                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2792         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2797  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2798  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2799  *
2800  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2801  */
2802 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2803                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2804                                   unsigned long *maxj),
2805                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2806 {
2807         unsigned long bit;
2808         int cpu;
2809         unsigned long flags;
2810         unsigned long mask;
2811         struct rcu_node *rnp;
2812
2813         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2814                 cond_resched_rcu_qs();
2815                 mask = 0;
2816                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2817                 if (rnp->qsmask == 0) {
2818                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2819                             rsp != rcu_state_p ||
2820                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2821                                 /*
2822                                  * No point in scanning bits because they
2823                                  * are all zero.  But we might need to
2824                                  * priority-boost blocked readers.
2825                                  */
2826                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2827                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2828                                 continue;
2829                         }
2830                         if (rnp->parent &&
2831                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2832                                 /*
2833                                  * Race between grace-period
2834                                  * initialization and task exiting RCU
2835                                  * read-side critical section: Report.
2836                                  */
2837                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2838                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2839                                 continue;
2840                         }
2841                 }
2842                 cpu = rnp->grplo;
2843                 bit = 1;
2844                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2845                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2846                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2847                                         mask |= bit;
2848                         }
2849                 }
2850                 if (mask != 0) {
2851                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2852                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2853                 } else {
2854                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2855                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2856                 }
2857         }
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2862  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2863  */
2864 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2865 {
2866         unsigned long flags;
2867         bool ret;
2868         struct rcu_node *rnp;
2869         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2870
2871         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2872         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2873         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2874                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2875                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2876                 if (rnp_old != NULL)
2877                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2878                 if (ret) {
2879                         rsp->n_force_qs_lh++;
2880                         return;
2881                 }
2882                 rnp_old = rnp;
2883         }
2884         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2885
2886         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2887         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2888         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2889         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2890                 rsp->n_force_qs_lh++;
2891                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2892                 return;  /* Someone beat us to it. */
2893         }
2894         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2895         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2896         swake_up(&rsp->gp_wq); /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2897 }
2898
2899 /*
2900  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2901  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2902  * whom the rdp belongs.
2903  */
2904 static void
2905 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2906 {
2907         unsigned long flags;
2908         bool needwake;
2909         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2910
2911         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2912
2913         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2914         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2915
2916         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2917         local_irq_save(flags);
2918         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2919                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2920                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2921                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2922                 if (needwake)
2923                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2924         } else {
2925                 local_irq_restore(flags);
2926         }
2927
2928         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2929         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2930                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2931
2932         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2933         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * Do RCU core processing for the current CPU.
2938  */
2939 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2940 {
2941         struct rcu_state *rsp;
2942
2943         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2944                 return;
2945         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2946         for_each_rcu_flavor(rsp)
2947                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2948         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2953  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2954  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2955  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2956  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2957  */
2958 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2959 {
2960         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2961                 return;
2962         if (likely(!rsp->boost)) {
2963                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2964                 return;
2965         }
2966         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2967 }
2968
2969 static void invoke_rcu_core(void)
2970 {
2971         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2972                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2973 }
2974
2975 /*
2976  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2977  */
2978 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2979                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2980 {
2981         bool needwake;
2982
2983         /*
2984          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2985          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2986          */
2987         if (!rcu_is_watching())
2988                 invoke_rcu_core();
2989
2990         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2991         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2992                 return;
2993
2994         /*
2995          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2996          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2997          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2998          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2999          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3000          */
3001         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3002
3003                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3004                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3005
3006                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3007                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3008                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3009
3010                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3011                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3012                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3013                         if (needwake)
3014                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3015                 } else {
3016                         /* Give the grace period a kick. */
3017                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3018                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3019                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3020                                 force_quiescent_state(rsp);
3021                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3022                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3023                 }
3024         }
3025 }
3026
3027 /*
3028  * RCU callback function to leak a callback.
3029  */
3030 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3031 {
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3036  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3037  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3038  * is expected to specify a CPU.
3039  */
3040 static void
3041 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3042            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3043 {
3044         unsigned long flags;
3045         struct rcu_data *rdp;
3046
3047         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3048         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3049                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3050                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3051                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3052                 return;
3053         }
3054         head->func = func;
3055         head->next = NULL;
3056
3057         /*
3058          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3059          * Note that we might see a beginning right after we see an
3060          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3061          * a quiescent state betweentimes.
3062          */
3063         local_irq_save(flags);
3064         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3065
3066         /* Add the callback to our list. */
3067         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3068                 int offline;
3069
3070                 if (cpu != -1)
3071                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3072                 if (likely(rdp->mynode)) {
3073                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3074                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3075                         WARN_ON_ONCE(offline);
3076                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3077                         local_irq_restore(flags);
3078                         return;
3079                 }
3080                 /*
3081                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3082                  * and then drop through to queue the callback.
3083                  */
3084                 BUG_ON(cpu != -1);
3085                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3086                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3087                         init_default_callback_list(rdp);
3088         }
3089         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3090         if (lazy)
3091                 rdp->qlen_lazy++;
3092         else
3093                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3094         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3095         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3096         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3097
3098         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3099                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3100                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3101         else
3102                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3103
3104         /* Go handle any RCU core processing required. */
3105         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3106         local_irq_restore(flags);
3107 }
3108
3109 /*
3110  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3111  */
3112 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3113 {
3114         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3115 }
3116 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3117
3118 /*
3119  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3120  */
3121 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3122 {
3123         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3126
3127 /*
3128  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3129  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3130  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3131  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3132  * function may only be called from __kfree_rcu().
3133  */
3134 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3135                     rcu_callback_t func)
3136 {
3137         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3138 }
3139 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3140
3141 /*
3142  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3143  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3144  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3145  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3146  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3147  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3148  * some overhead: RCU still operates correctly.
3149  */
3150 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3151 {
3152         int ret;
3153
3154         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3155         preempt_disable();
3156         ret = num_online_cpus() <= 1;
3157         preempt_enable();
3158         return ret;
3159 }
3160
3161 /**
3162  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3163  *
3164  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3165  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3166  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3167  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3168  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3169  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3170  * rcu_read_lock_sched().
3171  *
3172  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3173  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3174  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3175  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3176  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3177  *
3178  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3179  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3180  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3181  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3182  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3183  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3184  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3185  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3186  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3187  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3188  * that are executing in the kernel.
3189  *
3190  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3191  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3192  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3193  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3194  * again only if the system has more than one CPU).
3195  *
3196  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3197  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3198  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3199  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3200  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3201  */
3202 void synchronize_sched(void)
3203 {
3204         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3205                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3206                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3207                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3208         if (rcu_blocking_is_gp())
3209                 return;
3210         if (rcu_gp_is_expedited())
3211                 synchronize_sched_expedited();
3212         else
3213                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3216
3217 /**
3218  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3219  *
3220  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3221  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3222  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3223  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3224  * and may be nested.
3225  *
3226  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3227  * on memory ordering guarantees.
3228  */
3229 void synchronize_rcu_bh(void)
3230 {
3231         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3232                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3233                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3234                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3235         if (rcu_blocking_is_gp())
3236                 return;
3237         if (rcu_gp_is_expedited())
3238                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3239         else
3240                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3241 }
3242 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3243
3244 /**
3245  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3246  *
3247  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3248  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3249  * meantime.
3250  */
3251 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3252 {
3253         /*
3254          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3255          * before the load from ->gpnum.
3256          */
3257         smp_mb();  /* ^^^ */
3258
3259         /*
3260          * Make sure this load happens before the purportedly
3261          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3262          * and cond_synchronize_rcu().
3263          */
3264         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3265 }
3266 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3267
3268 /**
3269  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3270  *
3271  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3272  *
3273  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3274  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3275  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3276  *
3277  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3278  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3279  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3280  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3281  */
3282 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3283 {
3284         unsigned long newstate;
3285
3286         /*
3287          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3288          * actions the caller might carry out after we return.
3289          */
3290         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3291         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3292                 synchronize_rcu();
3293 }
3294 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3295
3296 /**
3297  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3298  *
3299  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3300  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3301  * meantime.
3302  */
3303 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3304 {
3305         /*
3306          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3307          * before the load from ->gpnum.
3308          */
3309         smp_mb();  /* ^^^ */
3310
3311         /*
3312          * Make sure this load happens before the purportedly
3313          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3314          * and cond_synchronize_sched().
3315          */
3316         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3317 }
3318 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3319
3320 /**
3321  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3322  *
3323  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3324  *
3325  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3326  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3327  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3328  *
3329  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3330  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3331  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3332  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3333  */
3334 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3335 {
3336         unsigned long newstate;
3337
3338         /*
3339          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3340          * actions the caller might carry out after we return.
3341          */
3342         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3343         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3344                 synchronize_sched();
3345 }
3346 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3347
3348 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3349 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3350 {
3351         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3352         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3353         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3354 }
3355
3356 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3357 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3358 {
3359         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3360         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3361         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3362 }
3363
3364 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3365 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3366 {
3367         unsigned long s;
3368
3369         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3370         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3371         return s;
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3376  * full update-side operation has occurred.
3377  */
3378 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3379 {
3380         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3381 }
3382
3383 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3384 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3385 {
3386         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3387 }
3388 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3389 {
3390         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3391         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3392 }
3393 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3394 {
3395         unsigned long s;
3396
3397         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3398         s = rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3399         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("snap"));
3400         return s;
3401 }
3402 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3403 {
3404         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3405 }
3406
3407 /*
3408  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3409  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3410  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3411  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3412  * no-work-to-do fastpath.
3413  */
3414 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3415 {
3416         bool done;
3417         unsigned long flags;
3418         unsigned long mask;
3419         unsigned long oldmask;
3420         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3421         struct rcu_node *rnp;
3422         struct rcu_node *rnp_up;
3423
3424         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3425         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3426                 return;
3427         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3428
3429         /*
3430          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3431          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3432          */
3433         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3434                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3435                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3436                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3437                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3438                 }
3439
3440                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3441                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3442                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3443                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3444
3445                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3446                 if (oldmask)
3447                         continue;
3448
3449                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3450                 mask = rnp->grpmask;
3451                 rnp_up = rnp->parent;
3452                 done = false;
3453                 while (rnp_up) {
3454                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
3455                         if (rnp_up->expmaskinit)
3456                                 done = true;
3457                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3458                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_up, flags);
3459                         if (done)
3460                                 break;
3461                         mask = rnp_up->grpmask;
3462                         rnp_up = rnp_up->parent;
3463                 }
3464         }
3465 }
3466
3467 /*
3468  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3469  * a new expedited grace period.
3470  */
3471 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3472 {
3473         unsigned long flags;
3474         struct rcu_node *rnp;
3475
3476         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3477         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3478                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3479                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3480                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3481                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3482         }
3483 }
3484
3485 /*
3486  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3487  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3488  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3489  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3490  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3491  *
3492  * Caller must hold the rcu_state's exp_mutex.
3493  */
3494 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3495 {
3496         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3497                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3502  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3503  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3504  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3505  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3506  * iteratively!)
3507  *
3508  * Caller must hold the rcu_state's exp_mutex and the specified rcu_node
3509  * structure's ->lock.
3510  */
3511 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3512                                  bool wake, unsigned long flags)
3513         __releases(rnp->lock)
3514 {
3515         unsigned long mask;
3516
3517         for (;;) {
3518                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3519                         if (!rnp->expmask)
3520                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3521                         else
3522                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3523                         break;
3524                 }
3525                 if (rnp->parent == NULL) {
3526                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3527                         if (wake) {
3528                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3529                                 swake_up(&rsp->expedited_wq);
3530                         }
3531                         break;
3532                 }
3533                 mask = rnp->grpmask;
3534                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled */
3535                 rnp = rnp->parent;
3536                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
3537                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3538                 rnp->expmask &= ~mask;
3539         }
3540 }
3541
3542 /*
3543  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3544  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3545  *
3546  * Caller must hold the rcu_state's exp_mutex.
3547  */
3548 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3549                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3550 {
3551         unsigned long flags;
3552
3553         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3554         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3559  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the rcu_state's
3560  * exp_mutex.
3561  */
3562 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3563                                     unsigned long mask, bool wake)
3564 {
3565         unsigned long flags;
3566
3567         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3568         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3569                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3570                 return;
3571         }
3572         rnp->expmask &= ~mask;
3573         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3578  */
3579 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3580                                bool wake)
3581 {
3582         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3583 }
3584
3585 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3586 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, atomic_long_t *stat,
3587                                unsigned long s)
3588 {
3589         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3590                 trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("done"));
3591                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3592                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3593                 atomic_long_inc(stat);
3594                 return true;
3595         }
3596         return false;
3597 }
3598
3599 /*
3600  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns true
3601  * if some other task completed an expedited grace period that this task
3602  * can piggy-back on, and with no mutex held.  Otherwise, returns false
3603  * with the mutex held, indicating that the caller must actually do the
3604  * expedited grace period.
3605  */
3606 static bool exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3607 {
3608         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3609         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3610         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3611
3612         /* Low-contention fastpath. */
3613         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s) &&
3614             (rnp == rnp_root ||
3615              ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp_root->exp_seq_rq), s)) &&
3616             !mutex_is_locked(&rsp->exp_mutex) &&
3617             mutex_trylock(&rsp->exp_mutex))
3618                 goto fastpath;
3619
3620         /*
3621          * Each pass through the following loop works its way up
3622          * the rcu_node tree, returning if others have done the work or
3623          * otherwise falls through to acquire rsp->exp_mutex.  The mapping
3624          * from CPU to rcu_node structure can be inexact, as it is just
3625          * promoting locality and is not strictly needed for correctness.
3626          */
3627         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
3628                 if (sync_exp_work_done(rsp, &rdp->exp_workdone1, s))
3629                         return true;
3630
3631                 /* Work not done, either wait here or go up. */
3632                 spin_lock(&rnp->exp_lock);
3633                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->exp_seq_rq, s)) {
3634
3635                         /* Someone else doing GP, so wait for them. */
3636                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
3637                         trace_rcu_exp_funnel_lock(rsp->name, rnp->level,
3638                                                   rnp->grplo, rnp->grphi,
3639                                                   TPS("wait"));
3640                         wait_event(rnp->exp_wq[(s >> 1) & 0x1],
3641                                    sync_exp_work_done(rsp,
3642                                                       &rdp->exp_workdone2, s));
3643                         return true;
3644                 }
3645                 rnp->exp_seq_rq = s; /* Followers can wait on us. */
3646                 spin_unlock(&rnp->exp_lock);
3647                 trace_rcu_exp_funnel_lock(rsp->name, rnp->level, rnp->grplo,
3648                                           rnp->grphi, TPS("nxtlvl"));
3649         }
3650         mutex_lock(&rsp->exp_mutex);
3651 fastpath:
3652         if (sync_exp_work_done(rsp, &rdp->exp_workdone3, s)) {
3653                 mutex_unlock(&rsp->exp_mutex);
3654                 return true;
3655         }
3656         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3657         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("start"));
3658         return false;
3659 }
3660
3661 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3662 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3663 {
3664         struct rcu_data *rdp;
3665         struct rcu_node *rnp;
3666         struct rcu_state *rsp = data;
3667
3668         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3669         rnp = rdp->mynode;
3670         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3671             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3672                 return;
3673         if (rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
3674                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3675                                    this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
3676                 return;
3677         }
3678         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3679         resched_cpu(smp_processor_id());
3680 }
3681
3682 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3683 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3684 {
3685         struct rcu_data *rdp;
3686         int ret;
3687         struct rcu_node *rnp;
3688         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3689
3690         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3691         rnp = rdp->mynode;
3692         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3693                 return;
3694         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3695         WARN_ON_ONCE(ret);
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3700  * to wait for.
3701  */
3702 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3703                                      smp_call_func_t func)
3704 {
3705         int cpu;
3706         unsigned long flags;
3707         unsigned long mask;
3708         unsigned long mask_ofl_test;
3709         unsigned long mask_ofl_ipi;
3710         int ret;
3711         struct rcu_node *rnp;
3712
3713         sync_exp_reset_tree(rsp);
3714         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3715                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3716
3717                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3718                 mask_ofl_test = 0;
3719                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3720                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3721                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3722
3723                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3724                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3725                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3726                 }
3727                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3728
3729                 /*
3730                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3731                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3732                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3733                  */
3734                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3735                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3736                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3737
3738                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3739                 mask = 1;
3740                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3741                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3742                                 continue;
3743 retry_ipi:
3744                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3745                         if (!ret) {
3746                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3747                                 continue;
3748                         }
3749                         /* Failed, raced with offline. */
3750                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3751                         if (cpu_online(cpu) &&
3752                             (rnp->expmask & mask)) {
3753                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3754                                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3755                                 if (cpu_online(cpu) &&
3756                                     (rnp->expmask & mask))
3757                                         goto retry_ipi;
3758                                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3759                         }
3760                         if (!(rnp->expmask & mask))
3761                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3762                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3763                 }
3764                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3765                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3766                 if (mask_ofl_test)
3767                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3768         }
3769 }
3770
3771 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3772 {
3773         int cpu;
3774         unsigned long jiffies_stall;
3775         unsigned long jiffies_start;
3776         unsigned long mask;
3777         int ndetected;
3778         struct rcu_node *rnp;
3779         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3780         int ret;
3781
3782         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3783         jiffies_start = jiffies;
3784
3785         for (;;) {
3786                 ret = swait_event_timeout(
3787                                 rsp->expedited_wq,
3788                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3789                                 jiffies_stall);
3790                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root))
3791                         return;
3792                 if (ret < 0) {
3793                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3794                         swait_event(rsp->expedited_wq,
3795                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3796                         return;
3797                 }
3798                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3799                        rsp->name);
3800                 ndetected = 0;
3801                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3802                         ndetected += rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3803                         mask = 1;
3804                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3805                                 struct rcu_data *rdp;
3806
3807                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3808                                         continue;
3809                                 ndetected++;
3810                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3811                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3812                                         "O."[!!cpu_online(cpu)],
3813                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3814                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3815                         }
3816                         mask <<= 1;
3817                 }
3818                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
3819                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence,
3820                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
3821                 if (ndetected) {
3822                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
3823                         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3824                                 if (rnp == rnp_root)
3825                                         continue; /* printed unconditionally */
3826                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
3827                                         continue;
3828                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
3829                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
3830                                         rnp->expmask,
3831                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
3832                         }
3833                         pr_cont("\n");
3834                 }
3835                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3836                         mask = 1;
3837                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3838                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3839                                         continue;
3840                                 dump_cpu_task(cpu);
3841                         }
3842                 }
3843                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3844         }
3845 }
3846
3847 /*
3848  * Wait for the current expedited grace period to complete, and then
3849  * wake up everyone who piggybacked on the just-completed expedited
3850  * grace period.  Also update all the ->exp_seq_rq counters as needed
3851  * in order to avoid counter-wrap problems.
3852  */
3853 static void rcu_exp_wait_wake(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3854 {
3855         struct rcu_node *rnp;
3856
3857         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3858         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3859         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("end"));
3860         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3861                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s)) {
3862                         spin_lock(&rnp->exp_lock);
3863                         /* Recheck, avoid hang in case someone just arrived. */
3864                         if (ULONG_CMP_LT(rnp->exp_seq_rq, s))
3865                                 rnp->exp_seq_rq = s;
3866                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
3867                 }
3868                 wake_up_all(&rnp->exp_wq[(rsp->expedited_sequence >> 1) & 0x1]);
3869         }
3870         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("endwake"));
3871         mutex_unlock(&rsp->exp_mutex);
3872 }
3873
3874 /**
3875  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3876  *
3877  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3878  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3879  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3880  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3881  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3882  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3883  * synchronize_sched() instead.
3884  *
3885  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3886  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3887  * determine when someone else has already done the work instead of for
3888  * retrying readers.
3889  */
3890 void synchronize_sched_expedited(void)
3891 {
3892         unsigned long s;
3893         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3894
3895         /* If only one CPU, this is automatically a grace period. */
3896         if (rcu_blocking_is_gp())
3897                 return;
3898
3899         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
3900         if (rcu_gp_is_normal()) {
3901                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3902                 return;
3903         }
3904
3905         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3906         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3907         if (exp_funnel_lock(rsp, s))
3908                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3909
3910         /* Initialize the rcu_node tree in preparation for the wait. */
3911         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3912
3913         /* Wait and clean up, including waking everyone. */
3914         rcu_exp_wait_wake(rsp, s);
3915 }
3916 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3917
3918 /*
3919  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3920  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3921  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3922  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3923  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3924  */
3925 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3926 {
3927         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3928
3929         rdp->n_rcu_pending++;
3930
3931         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3932         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3933
3934         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3935         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3936                 return 0;
3937
3938         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3939         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3940             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3941             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3942                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3943         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3944                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3945                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3946                 rdp->n_rp_report_qs++;
3947                 return 1;
3948         }
3949
3950         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3951         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3952                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3953                 return 1;
3954         }
3955
3956         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3957         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3958                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3959                 return 1;
3960         }
3961
3962         /* Has another RCU grace period completed?  */
3963         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3964                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3965                 return 1;
3966         }
3967
3968         /* Has a new RCU grace period started? */
3969         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3970             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3971                 rdp->n_rp_gp_started++;
3972                 return 1;
3973         }
3974
3975         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3976         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3977                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3978                 return 1;
3979         }
3980
3981         /* nothing to do */
3982         rdp->n_rp_need_nothing++;
3983         return 0;
3984 }
3985
3986 /*
3987  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3988  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3989  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3990  */
3991 static int rcu_pending(void)
3992 {
3993         struct rcu_state *rsp;
3994
3995         for_each_rcu_flavor(rsp)
3996                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3997                         return 1;
3998         return 0;
3999 }
4000
4001 /*
4002  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
4003  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
4004  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
4005  */
4006 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
4007 {
4008         bool al = true;
4009         bool hc = false;
4010         struct rcu_data *rdp;
4011         struct rcu_state *rsp;
4012
4013         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4014                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
4015                 if (!rdp->nxtlist)
4016                         continue;
4017                 hc = true;
4018                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
4019                         al = false;
4020                         break;
4021                 }
4022         }
4023         if (all_lazy)
4024                 *all_lazy = al;
4025         return hc;
4026 }
4027
4028 /*
4029  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4030  * the compiler is expected to optimize this away.
4031  */
4032 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4033                                int cpu, unsigned long done)
4034 {
4035         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4036                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4037 }
4038
4039 /*
4040  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4041  * up the task executing _rcu_barrier().
4042  */
4043 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4044 {
4045         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4046         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4047
4048         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4049                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4050                 complete(&rsp->barrier_completion);
4051         } else {
4052                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4053         }
4054 }
4055
4056 /*
4057  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4058  */
4059 static void rcu_barrier_func(void *type)
4060 {
4061         struct rcu_state *rsp = type;
4062         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4063
4064         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4065         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4066         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4067 }
4068
4069 /*
4070  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4071  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4072  */
4073 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4074 {
4075         int cpu;
4076         struct rcu_data *rdp;
4077         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4078
4079         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4080
4081         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4082         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4083
4084         /* Did someone else do our work for us? */
4085         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4086                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4087                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4088                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4089                 return;
4090         }
4091
4092         /* Mark the start of the barrier operation. */
4093         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4094         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4095
4096         /*
4097          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4098          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4099          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4100          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4101          */
4102         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4103         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4104         get_online_cpus();
4105
4106         /*
4107          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4108          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4109          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4110          */
4111         for_each_possible_cpu(cpu) {
4112                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4113                         continue;
4114                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4115                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4116                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4117                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4118                                                    rsp->barrier_sequence);
4119                         } else {
4120                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4121                                                    rsp->barrier_sequence);
4122                                 smp_mb__before_atomic();
4123                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4124                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4125                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4126                         }
4127                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4128                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4129                                            rsp->barrier_sequence);
4130                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4131                 } else {
4132                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4133                                            rsp->barrier_sequence);
4134                 }
4135         }
4136         put_online_cpus();
4137
4138         /*
4139          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4140          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4141          */
4142         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4143                 complete(&rsp->barrier_completion);
4144
4145         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4146         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4147
4148         /* Mark the end of the barrier operation. */
4149         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4150         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4151
4152         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4153         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4154 }
4155
4156 /**
4157  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4158  */
4159 void rcu_barrier_bh(void)
4160 {
4161         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4162 }
4163 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4164
4165 /**
4166  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4167  */
4168 void rcu_barrier_sched(void)
4169 {
4170         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4171 }
4172 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4173
4174 /*
4175  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4176  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4177  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4178  * disabled.
4179  */
4180 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4181 {
4182         long mask;
4183         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4184
4185         for (;;) {
4186                 mask = rnp->grpmask;
4187                 rnp = rnp->parent;
4188                 if (rnp == NULL)
4189                         return;
4190                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4191                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4192                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4193         }
4194 }
4195
4196 /*
4197  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4198  */
4199 static void __init
4200 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4201 {
4202         unsigned long flags;
4203         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4204         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4205
4206         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4207         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4208         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4209         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4210         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4211         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4212         rdp->cpu = cpu;
4213         rdp->rsp = rsp;
4214         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4215         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4216 }
4217
4218 /*
4219  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4220  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4221  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4222  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4223  */
4224 static void
4225 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4226 {
4227         unsigned long flags;
4228         unsigned long mask;
4229         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4230         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4231
4232         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4233         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4234         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4235         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4236         rdp->blimit = blimit;
4237         if (!rdp->nxtlist)
4238                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4239         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4240         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4241         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4242                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4243         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4244
4245         /*
4246          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4247          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4248          * of the next grace period.
4249          */
4250         rnp = rdp->mynode;
4251         mask = rdp->grpmask;
4252         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4253         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4254         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4255         if (!rdp->beenonline)
4256                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4257         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4258         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4259         rdp->completed = rnp->completed;
4260         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4261         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4262         rdp->core_needs_qs = false;
4263         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4264         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4265 }
4266
4267 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4268 {
4269         struct rcu_state *rsp;
4270
4271         for_each_rcu_flavor(rsp)
4272                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4273 }
4274
4275 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4276 /*
4277  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
4278  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
4279  * bit masks.
4280  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
4281  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
4282  * bit masks.
4283  */
4284 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4285 {
4286         unsigned long flags;
4287         unsigned long mask;
4288         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4289         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4290
4291         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4292                 return;
4293
4294         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4295         mask = rdp->grpmask;
4296         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4297         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
4298         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4299 }
4300
4301 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4302 {
4303         struct rcu_state *rsp;
4304
4305         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4306         preempt_disable();
4307         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4308                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4309         preempt_enable();
4310         for_each_rcu_flavor(rsp)
4311                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4312 }
4313 #endif
4314
4315 /*
4316  * Handle CPU online/offline notification events.
4317  */
4318 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4319                    unsigned long action, void *hcpu)
4320 {
4321         long cpu = (long)hcpu;
4322         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4323         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4324         struct rcu_state *rsp;
4325
4326         switch (action) {
4327         case CPU_UP_PREPARE:
4328         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4329                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4330                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4331                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4332                 break;
4333         case CPU_ONLINE:
4334         case CPU_DOWN_FAILED:
4335                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4336                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4337                 break;
4338         case CPU_DOWN_PREPARE:
4339                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4340                 break;
4341         case CPU_DYING:
4342         case CPU_DYING_FROZEN:
4343                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4344                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4345                 break;
4346         case CPU_DEAD:
4347         case CPU_DEAD_FROZEN:
4348         case CPU_UP_CANCELED:
4349         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4350                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4351                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4352                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4353                 }
4354                 break;
4355         default:
4356                 break;
4357         }
4358         return NOTIFY_OK;
4359 }
4360
4361 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4362                          unsigned long action, void *hcpu)
4363 {
4364         switch (action) {
4365         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4366         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4367                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4368                         rcu_expedite_gp();
4369                 break;
4370         case PM_POST_HIBERNATION:
4371         case PM_POST_SUSPEND:
4372                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4373                         rcu_unexpedite_gp();
4374                 break;
4375         default:
4376                 break;
4377         }
4378         return NOTIFY_OK;
4379 }
4380
4381 /*
4382  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4383  */
4384 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4385 {
4386         unsigned long flags;
4387         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4388         struct rcu_node *rnp;
4389         struct rcu_state *rsp;
4390         struct sched_param sp;
4391         struct task_struct *t;
4392
4393         /* Force priority into range. */
4394         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4395                 kthread_prio = 1;
4396         else if (kthread_prio < 0)
4397                 kthread_prio = 0;
4398         else if (kthread_prio > 99)
4399                 kthread_prio = 99;
4400         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4401                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4402                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4403
4404         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4405         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4406                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4407                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4408                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4409                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4410                 rsp->gp_kthread = t;
4411                 if (kthread_prio) {
4412                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4413                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4414                 }
4415                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4416                 wake_up_process(t);
4417         }
4418         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4419         rcu_spawn_boost_kthreads();
4420         return 0;
4421 }
4422 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4423
4424 /*
4425  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4426  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4427  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4428  * task is booting the system).  After this function is called, the
4429  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4430  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4431  */
4432 void rcu_scheduler_starting(void)
4433 {
4434         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4435         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4436         rcu_scheduler_active = 1;
4437 }
4438
4439 /*
4440  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4441  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4442  */
4443 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4444 {
4445         int i;
4446
4447         if (rcu_fanout_exact) {
4448                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4449                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4450                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4451         } else {
4452                 int ccur;
4453                 int cprv;
4454
4455                 cprv = nr_cpu_ids;
4456                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4457                         ccur = levelcnt[i];
4458                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4459                         cprv = ccur;
4460                 }
4461         }
4462 }
4463
4464 /*
4465  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4466  */
4467 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4468 {
4469         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4470         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4471         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4472         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4473         static u8 fl_mask = 0x1;
4474
4475         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4476         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4477         int cpustride = 1;
4478         int i;
4479         int j;
4480         struct rcu_node *rnp;
4481
4482         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4483
4484         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4485         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4486                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4487
4488         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4489
4490         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4491                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4492         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4493                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4494         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4495         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4496         fl_mask <<= 1;
4497
4498         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4499
4500         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4501                 cpustride *= levelspread[i];
4502                 rnp = rsp->level[i];
4503                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4504                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4505                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4506                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4507                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4508                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4509                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4510                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4511                         rnp->completed = rsp->completed;
4512                         rnp->qsmask = 0;
4513                         rnp->qsmaskinit = 0;
4514                         rnp->grplo = j * cpustride;
4515                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4516                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4517                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4518                         if (i == 0) {
4519                                 rnp->grpnum = 0;
4520                                 rnp->grpmask = 0;
4521                                 rnp->parent = NULL;
4522                         } else {
4523                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4524                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4525                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4526                                               j / levelspread[i - 1];
4527                         }
4528                         rnp->level = i;
4529                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4530                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4531                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4532                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4533                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4534                 }
4535         }
4536
4537         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4538         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4539         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4540         for_each_possible_cpu(i) {
4541                 while (i > rnp->grphi)
4542                         rnp++;
4543                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4544                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4545         }
4546         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4547 }
4548
4549 /*
4550  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4551  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4552  * the ->node array in the rcu_state structure.
4553  */
4554 static void __init rcu_init_geometry(void)
4555 {
4556         ulong d;
4557         int i;
4558         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4559
4560         /*
4561          * Initialize any unspecified boot parameters.
4562          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4563          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4564          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4565          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4566          */
4567         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4568         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4569                 jiffies_till_first_fqs = d;
4570         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4571                 jiffies_till_next_fqs = d;
4572
4573         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4574         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4575             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4576                 return;
4577         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4578                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4579
4580         /*
4581          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4582          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4583          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4584          * limit is exceeded.
4585          */
4586         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4587             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4588                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4589                 WARN_ON(1);
4590                 return;
4591         }
4592
4593         /*
4594          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4595          * with the given number of levels.
4596          */
4597         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4598         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4599                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4600
4601         /*
4602          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4603          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4604          */
4605         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4606                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4607                 WARN_ON(1);
4608                 return;
4609         }
4610
4611         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4612         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4613         }
4614         rcu_num_lvls = i + 1;
4615
4616         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4617         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4618                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4619                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4620         }
4621
4622         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4623         rcu_num_nodes = 0;
4624         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4625                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4626 }
4627
4628 /*
4629  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4630  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4631  */
4632 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4633 {
4634         int level = 0;
4635         struct rcu_node *rnp;
4636
4637         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4638         pr_info(" ");
4639         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4640                 if (rnp->level != level) {
4641                         pr_cont("\n");
4642                         pr_info(" ");
4643                         level = rnp->level;
4644                 }
4645                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4646         }
4647         pr_cont("\n");
4648 }
4649
4650 void __init rcu_init(void)
4651 {
4652         int cpu;
4653
4654         rcu_early_boot_tests();
4655
4656         rcu_bootup_announce();
4657         rcu_init_geometry();
4658         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4659         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4660         if (dump_tree)
4661                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4662         __rcu_init_preempt();
4663         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4664
4665         /*
4666          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4667          * this is called early in boot, before either interrupts
4668          * or the scheduler are operational.
4669          */
4670         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4671         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4672         for_each_online_cpu(cpu)
4673                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4674 }
4675
4676 #include "tree_plugin.h"