]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
scsi: pmcraid: remove redundant check to see if request_size is less than zero
[karo-tx-linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
101         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
102         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
105         .abbr = sabbr, \
106         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
107         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
108 }
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
117 static bool dump_tree;
118 module_param(dump_tree, bool, 0444);
119 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
120 static bool rcu_fanout_exact;
121 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
122 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
123 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
124 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
125 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
126 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
127 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
128 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
129 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
130 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
134  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
135  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
136  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
137  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
138  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
139  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
140  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
141  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
142  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
143  */
144 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
145 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
146
147 /*
148  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
149  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
150  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
151  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
152  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
153  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
154  *
155  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
156  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
157  * a time.
158  */
159 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
160
161 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
163 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
164 static void invoke_rcu_core(void);
165 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
166 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
167                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
168 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
169
170 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
171 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
172 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
173 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
174 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
175 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
176 module_param(kthread_prio, int, 0644);
177
178 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
179
180 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
181 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
182 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
183 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
184 static const int gp_preinit_delay;
185 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
186
187 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
188 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
189 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
190 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
191 static const int gp_init_delay;
192 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
193
194 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
195 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
196 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
197 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
198 static const int gp_cleanup_delay;
199 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
200
201 /*
202  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
203  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
204  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
205  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
206  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
207  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
208  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
209  */
210 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
211
212 /*
213  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
214  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
215  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
216  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
217  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
218  * These variables enable correlating rcutorture output with the
219  * RCU tracing information.
220  */
221 unsigned long rcutorture_testseq;
222 unsigned long rcutorture_vernum;
223
224 /*
225  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
226  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
227  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
228  * in most contexts.
229  */
230 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
231 {
232         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
233 }
234
235 /*
236  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
237  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
238  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
239  */
240 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
241 {
242         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
243 }
244
245 /*
246  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
247  * how many quiescent states passed, just if there was at least
248  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
249  * The caller must have disabled preemption.
250  */
251 void rcu_sched_qs(void)
252 {
253         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
254                 return;
255         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
256                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
257                                TPS("cpuqs"));
258         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
259         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
260                 return;
261         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
262         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
263                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
264 }
265
266 void rcu_bh_qs(void)
267 {
268         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
269                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
270                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
271                                        TPS("cpuqs"));
272                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
273         }
274 }
275
276 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
277
278 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
279         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
280         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
281 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
282         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
283         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
284 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
285 };
286
287 /*
288  * There's a few places, currently just in the tracing infrastructure,
289  * that uses rcu_irq_enter() to make sure RCU is watching. But there's
290  * a small location where that will not even work. In those cases
291  * rcu_irq_enter_disabled() needs to be checked to make sure rcu_irq_enter()
292  * can be called.
293  */
294 static DEFINE_PER_CPU(bool, disable_rcu_irq_enter);
295
296 bool rcu_irq_enter_disabled(void)
297 {
298         return this_cpu_read(disable_rcu_irq_enter);
299 }
300
301 /*
302  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
303  * called when not already in an extended quiescent state.
304  */
305 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
306 {
307         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
308         int special;
309
310         /*
311          * CPUs seeing atomic_inc_return() must see prior RCU read-side
312          * critical sections, and we also must force ordering with the
313          * next idle sojourn.
314          */
315         special = atomic_inc_return(&rdtp->dynticks);
316         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && special & 0x1);
317 }
318
319 /*
320  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
321  * called from an extended quiescent state.
322  */
323 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
324 {
325         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
326         int special;
327
328         /*
329          * CPUs seeing atomic_inc_return() must see prior idle sojourns,
330          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
331          * critical section.
332          */
333         special = atomic_inc_return(&rdtp->dynticks);
334         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !(special & 0x1));
335 }
336
337 /*
338  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
339  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
340  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
341  * to the next non-quiescent value.
342  *
343  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
344  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
345  * or when the corresponding CPU is offline.
346  */
347 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
348 {
349         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
350
351         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)
352                 return;
353         atomic_add(0x1, &rdtp->dynticks);
354 }
355
356 /*
357  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
358  *
359  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
360  */
361 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
362 {
363         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
364
365         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
366 }
367
368 /*
369  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
370  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
371  */
372 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
373 {
374         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
375
376         return snap;
377 }
378
379 /*
380  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
381  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
382  */
383 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
384 {
385         return !(snap & 0x1);
386 }
387
388 /*
389  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
390  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
391  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
392  */
393 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
394 {
395         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
396 }
397
398 /*
399  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
400  * momentary idle-CPU quiescent state.
401  */
402 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
403 {
404         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
405         int special = atomic_add_return(2, &rdtp->dynticks);
406
407         /* It is illegal to call this from idle state. */
408         WARN_ON_ONCE(!(special & 0x1));
409 }
410
411 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
412 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
413
414 /*
415  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
416  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
417  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
418  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
419  * this CPU might (or might not) do in the near future.
420  *
421  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
422  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
423  * by two.
424  *
425  * The caller must have disabled interrupts.
426  */
427 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
428 {
429         struct rcu_data *rdp;
430         int resched_mask;
431         struct rcu_state *rsp;
432
433         /*
434          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
435          * the flag will be set again after some delay.
436          */
437         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
438         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
439
440         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
441         for_each_rcu_flavor(rsp) {
442                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
443                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
444                         continue;
445                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
446                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
447                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
448                         continue;
449
450                 /*
451                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
452                  * This allows the grace-period kthread to record the
453                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
454                  * further.
455                  */
456                 rcu_dynticks_momentary_idle();
457                 break;
458         }
459 }
460
461 /*
462  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
463  * and requires special handling for preemptible RCU.
464  * The caller must have disabled interrupts.
465  */
466 void rcu_note_context_switch(void)
467 {
468         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
469         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
470         rcu_sched_qs();
471         rcu_preempt_note_context_switch();
472         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
473                 rcu_momentary_dyntick_idle();
474         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
475         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
476 }
477 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
478
479 /*
480  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
481  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
482  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
483  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
484  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
485  * all RCU flavors.
486  *
487  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
488  * called externally, but just in case this is called from within this
489  * file.
490  *
491  */
492 void rcu_all_qs(void)
493 {
494         unsigned long flags;
495
496         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
497         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
498                 local_irq_save(flags);
499                 rcu_momentary_dyntick_idle();
500                 local_irq_restore(flags);
501         }
502         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
503                 /*
504                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
505                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
506                  * this point.  That is OK because in that case, the
507                  * migration will supply the needed quiescent state.
508                  * We might end up needlessly disabling preemption and
509                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
510                  * the probability and cost are both quite low, so this
511                  * should not be a problem in practice.
512                  */
513                 preempt_disable();
514                 rcu_sched_qs();
515                 preempt_enable();
516         }
517         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
518         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
519 }
520 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
521
522 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
523 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
524 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
525
526 module_param(blimit, long, 0444);
527 module_param(qhimark, long, 0444);
528 module_param(qlowmark, long, 0444);
529
530 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
531 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
532 static bool rcu_kick_kthreads;
533
534 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
535 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
536 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
537
538 /*
539  * How long the grace period must be before we start recruiting
540  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
541  */
542 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
543 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
544
545 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
546                                   struct rcu_data *rdp);
547 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
548                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
549                                   unsigned long *maxj),
550                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
551 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
552 static int rcu_pending(void);
553
554 /*
555  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
556  */
557 unsigned long rcu_batches_started(void)
558 {
559         return rcu_state_p->gpnum;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
562
563 /*
564  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
565  */
566 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
567 {
568         return rcu_sched_state.gpnum;
569 }
570 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
571
572 /*
573  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
574  */
575 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
576 {
577         return rcu_bh_state.gpnum;
578 }
579 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
580
581 /*
582  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
583  */
584 unsigned long rcu_batches_completed(void)
585 {
586         return rcu_state_p->completed;
587 }
588 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
589
590 /*
591  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
592  */
593 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
594 {
595         return rcu_sched_state.completed;
596 }
597 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
598
599 /*
600  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
601  */
602 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
603 {
604         return rcu_bh_state.completed;
605 }
606 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
607
608 /*
609  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
610  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
611  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
612  * the cumulative batches since boot.
613  */
614 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
615 {
616         return rcu_state_p->expedited_sequence;
617 }
618 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
619
620 /*
621  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
622  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
623  */
624 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
625 {
626         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
627 }
628 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
629
630 /*
631  * Force a quiescent state.
632  */
633 void rcu_force_quiescent_state(void)
634 {
635         force_quiescent_state(rcu_state_p);
636 }
637 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
638
639 /*
640  * Force a quiescent state for RCU BH.
641  */
642 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
643 {
644         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
645 }
646 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
647
648 /*
649  * Force a quiescent state for RCU-sched.
650  */
651 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
652 {
653         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
654 }
655 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
656
657 /*
658  * Show the state of the grace-period kthreads.
659  */
660 void show_rcu_gp_kthreads(void)
661 {
662         struct rcu_state *rsp;
663
664         for_each_rcu_flavor(rsp) {
665                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
666                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
667                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
668         }
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
671
672 /*
673  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
674  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
675  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
676  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
677  * store this state in rcutorture itself.
678  */
679 void rcutorture_record_test_transition(void)
680 {
681         rcutorture_testseq++;
682         rcutorture_vernum = 0;
683 }
684 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
685
686 /*
687  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
688  */
689 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
690                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
691 {
692         struct rcu_state *rsp = NULL;
693
694         switch (test_type) {
695         case RCU_FLAVOR:
696                 rsp = rcu_state_p;
697                 break;
698         case RCU_BH_FLAVOR:
699                 rsp = &rcu_bh_state;
700                 break;
701         case RCU_SCHED_FLAVOR:
702                 rsp = &rcu_sched_state;
703                 break;
704         default:
705                 break;
706         }
707         if (rsp != NULL) {
708                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
709                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
710                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
711                 return;
712         }
713         *flags = 0;
714         *gpnum = 0;
715         *completed = 0;
716 }
717 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
718
719 /*
720  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
721  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
722  * messages.
723  */
724 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
725 {
726         rcutorture_vernum++;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
729
730 /*
731  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
732  */
733 static int
734 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
735 {
736         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
737                rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] != NULL;
738 }
739
740 /*
741  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
742  */
743 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
744 {
745         return &rsp->node[0];
746 }
747
748 /*
749  * Is there any need for future grace periods?
750  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
751  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
752  */
753 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
754 {
755         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
756         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
757         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
758
759         return READ_ONCE(*fp);
760 }
761
762 /*
763  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
764  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
765  * normal callback registry.
766  */
767 static bool
768 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
769 {
770         int i;
771
772         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
773                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
774         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
775                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
776         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
777                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
778         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
779                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
780         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
781                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
782                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
783                                  rdp->nxtcompleted[i]))
784                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
785         return false; /* No grace period needed. */
786 }
787
788 /*
789  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is entering an extended quiescent state
790  *
791  * Enter idle, doing appropriate accounting.  The caller must have
792  * disabled interrupts.
793  */
794 static void rcu_eqs_enter_common(bool user)
795 {
796         struct rcu_state *rsp;
797         struct rcu_data *rdp;
798         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
799
800         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
801         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
802             !user && !is_idle_task(current)) {
803                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
804                         idle_task(smp_processor_id());
805
806                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
807                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
808                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
809                           current->pid, current->comm,
810                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
811         }
812         for_each_rcu_flavor(rsp) {
813                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
814                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
815         }
816         rcu_prepare_for_idle();
817         __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
818         rdtp->dynticks_nesting = 0; /* Breaks tracing momentarily. */
819         rcu_dynticks_eqs_enter(); /* After this, tracing works again. */
820         __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
821         rcu_dynticks_task_enter();
822
823         /*
824          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
825          * in an RCU read-side critical section.
826          */
827         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
828                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
829         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
830                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
831         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
832                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
833 }
834
835 /*
836  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
837  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
838  */
839 static void rcu_eqs_enter(bool user)
840 {
841         struct rcu_dynticks *rdtp;
842
843         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
844         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
845                      (rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
846         if ((rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
847                 rcu_eqs_enter_common(user);
848         else
849                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
850 }
851
852 /**
853  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
854  *
855  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
856  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
857  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
858  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
859  *
860  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
861  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
862  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
863  */
864 void rcu_idle_enter(void)
865 {
866         unsigned long flags;
867
868         local_irq_save(flags);
869         rcu_eqs_enter(false);
870         rcu_sysidle_enter(0);
871         local_irq_restore(flags);
872 }
873 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
874
875 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
876 /**
877  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
878  *
879  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
880  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
881  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
882  * when the CPU runs in userspace.
883  */
884 void rcu_user_enter(void)
885 {
886         rcu_eqs_enter(1);
887 }
888 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
889
890 /**
891  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
892  *
893  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
894  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
895  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
896  *
897  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
898  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
899  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
900  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
901  *
902  * Use things like work queues to work around this limitation.
903  *
904  * You have been warned.
905  */
906 void rcu_irq_exit(void)
907 {
908         struct rcu_dynticks *rdtp;
909
910         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
911         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
912         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
913                      rdtp->dynticks_nesting < 1);
914         if (rdtp->dynticks_nesting <= 1) {
915                 rcu_eqs_enter_common(true);
916         } else {
917                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nesting - 1);
918                 rdtp->dynticks_nesting--;
919         }
920         rcu_sysidle_enter(1);
921 }
922
923 /*
924  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
925  */
926 void rcu_irq_exit_irqson(void)
927 {
928         unsigned long flags;
929
930         local_irq_save(flags);
931         rcu_irq_exit();
932         local_irq_restore(flags);
933 }
934
935 /*
936  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
937  *
938  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
939  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
940  * The caller must have disabled interrupts.
941  */
942 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
943 {
944         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
945
946         rcu_dynticks_task_exit();
947         rcu_dynticks_eqs_exit();
948         rcu_cleanup_after_idle();
949         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
950         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
951             !user && !is_idle_task(current)) {
952                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
953                         idle_task(smp_processor_id());
954
955                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
956                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
957                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
958                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
959                           current->pid, current->comm,
960                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
961         }
962 }
963
964 /*
965  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
966  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
967  */
968 static void rcu_eqs_exit(bool user)
969 {
970         struct rcu_dynticks *rdtp;
971         long long oldval;
972
973         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
974         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
975         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
976         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
977                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
978         } else {
979                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
980                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
981         }
982 }
983
984 /**
985  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
986  *
987  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
988  * read-side critical sections can occur.
989  *
990  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
991  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
992  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
993  * now starting.
994  */
995 void rcu_idle_exit(void)
996 {
997         unsigned long flags;
998
999         local_irq_save(flags);
1000         rcu_eqs_exit(false);
1001         rcu_sysidle_exit(0);
1002         local_irq_restore(flags);
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
1005
1006 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1007 /**
1008  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
1009  *
1010  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
1011  * run a RCU read side critical section anytime.
1012  */
1013 void rcu_user_exit(void)
1014 {
1015         rcu_eqs_exit(1);
1016 }
1017 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1018
1019 /**
1020  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1021  *
1022  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1023  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1024  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1025  *
1026  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1027  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
1028  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
1029  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
1030  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
1031  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
1032  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
1033  *
1034  * Use things like work queues to work around this limitation.
1035  *
1036  * You have been warned.
1037  */
1038 void rcu_irq_enter(void)
1039 {
1040         struct rcu_dynticks *rdtp;
1041         long long oldval;
1042
1043         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
1044         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1045         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
1046         rdtp->dynticks_nesting++;
1047         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
1048                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
1049         if (oldval)
1050                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
1051         else
1052                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
1053         rcu_sysidle_exit(1);
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1058  */
1059 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1060 {
1061         unsigned long flags;
1062
1063         local_irq_save(flags);
1064         rcu_irq_enter();
1065         local_irq_restore(flags);
1066 }
1067
1068 /**
1069  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1070  *
1071  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1072  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1073  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1074  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1075  * run out of stack space first.)
1076  */
1077 void rcu_nmi_enter(void)
1078 {
1079         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1080         int incby = 2;
1081
1082         /* Complain about underflow. */
1083         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1084
1085         /*
1086          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1087          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1088          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1089          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1090          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1091          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1092          */
1093         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1094                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1095                 incby = 1;
1096         }
1097         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1098         barrier();
1099 }
1100
1101 /**
1102  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1103  *
1104  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1105  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1106  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1107  * being RCU-idle.
1108  */
1109 void rcu_nmi_exit(void)
1110 {
1111         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1112
1113         /*
1114          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1115          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1116          * to us!)
1117          */
1118         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1119         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
1120
1121         /*
1122          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1123          * leave it in non-RCU-idle state.
1124          */
1125         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1126                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1127                 return;
1128         }
1129
1130         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1131         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1132         rcu_dynticks_eqs_enter();
1133 }
1134
1135 /**
1136  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1137  *
1138  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1139  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1140  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1141  * least disabled preemption.
1142  */
1143 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1144 {
1145         return !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1146 }
1147
1148 /**
1149  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1150  *
1151  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1152  * or NMI handler, return true.
1153  */
1154 bool notrace rcu_is_watching(void)
1155 {
1156         bool ret;
1157
1158         preempt_disable_notrace();
1159         ret = __rcu_is_watching();
1160         preempt_enable_notrace();
1161         return ret;
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1164
1165 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1166
1167 /*
1168  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1169  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1170  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1171  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1172  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1173  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1174  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1175  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1176  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1177  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1178  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1179  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1180  * of the CPU.
1181  *
1182  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1183  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1184  *
1185  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1186  * errors from NMI handlers anyway.
1187  */
1188 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1189 {
1190         struct rcu_data *rdp;
1191         struct rcu_node *rnp;
1192         bool ret;
1193
1194         if (in_nmi())
1195                 return true;
1196         preempt_disable();
1197         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1198         rnp = rdp->mynode;
1199         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1200               !rcu_scheduler_fully_active;
1201         preempt_enable();
1202         return ret;
1203 }
1204 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1205
1206 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1207
1208 /**
1209  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1210  *
1211  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1212  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1213  * disabled preemption.
1214  */
1215 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1216 {
1217         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1222  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1223  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1224  */
1225 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1226                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1227 {
1228         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1229         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1230         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1231                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1232                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1233                                  rdp->mynode->gpnum))
1234                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1235                 return 1;
1236         }
1237         return 0;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1242  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1243  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1244  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1245  */
1246 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1247                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1248 {
1249         unsigned long jtsq;
1250         int *rcrmp;
1251         unsigned long rjtsc;
1252         struct rcu_node *rnp;
1253
1254         /*
1255          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1256          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1257          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1258          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1259          * read-side critical section that started before the beginning
1260          * of the current RCU grace period.
1261          */
1262         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1263                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1264                 rdp->dynticks_fqs++;
1265                 return 1;
1266         }
1267
1268         /* Compute and saturate jiffies_till_sched_qs. */
1269         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1270         rjtsc = rcu_jiffies_till_stall_check();
1271         if (jtsq > rjtsc / 2) {
1272                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, rjtsc);
1273                 jtsq = rjtsc / 2;
1274         } else if (jtsq < 1) {
1275                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, 1);
1276                 jtsq = 1;
1277         }
1278
1279         /*
1280          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1281          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1282          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1283          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1284          */
1285         rnp = rdp->mynode;
1286         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1287             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1288             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1289                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1290                 return 1;
1291         }
1292
1293         /* Check for the CPU being offline. */
1294         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1295                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1296                 rdp->offline_fqs++;
1297                 return 1;
1298         }
1299
1300         /*
1301          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1302          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1303          * even context-switching back and forth between a pair of
1304          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1305          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1306          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1307          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1308          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1309          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1310          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1311          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1312          * there are at most four threads involved, and because the
1313          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1314          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1315          * quite low.
1316          *
1317          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1318          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1319          * warning delay.
1320          */
1321         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1322         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1323             time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1324                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1325                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1326                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1327                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1328                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1329                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1330                 }
1331                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1332         }
1333
1334         /*
1335          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do
1336          * a resched_cpu() to try to loosen things up a bit.
1337          */
1338         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2)
1339                 resched_cpu(rdp->cpu);
1340
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1345 {
1346         unsigned long j = jiffies;
1347         unsigned long j1;
1348
1349         rsp->gp_start = j;
1350         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1351         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1352         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1353         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1354         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1359  */
1360 static const char *gp_state_getname(short gs)
1361 {
1362         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1363                 return "???";
1364         return gp_state_names[gs];
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1369  */
1370 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1371 {
1372         unsigned long gpa;
1373         unsigned long j;
1374
1375         j = jiffies;
1376         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1377         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1378                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1379                        rsp->name, j - gpa,
1380                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1381                        rsp->gp_flags,
1382                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1383                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1384                 if (rsp->gp_kthread) {
1385                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1386                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1387                 }
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1393  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1394  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1395  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1396  */
1397 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1398 {
1399         int cpu;
1400         unsigned long flags;
1401         struct rcu_node *rnp;
1402
1403         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1404                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1405                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1406                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1407                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1408                                         dump_cpu_task(cpu);
1409                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1410         }
1411 }
1412
1413 /*
1414  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1415  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1416  */
1417 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1418 {
1419         unsigned long j;
1420
1421         if (!rcu_kick_kthreads)
1422                 return;
1423         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1424         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1425             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1426                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1427                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1428                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1429                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1430         }
1431 }
1432
1433 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1434 {
1435         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1436                 panic("RCU Stall\n");
1437 }
1438
1439 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1440 {
1441         int cpu;
1442         long delta;
1443         unsigned long flags;
1444         unsigned long gpa;
1445         unsigned long j;
1446         int ndetected = 0;
1447         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1448         long totqlen = 0;
1449
1450         /* Kick and suppress, if so configured. */
1451         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1452         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1453                 return;
1454
1455         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1456
1457         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1458         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1459         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1460                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1461                 return;
1462         }
1463         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1464                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1465         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1466
1467         /*
1468          * OK, time to rat on our buddy...
1469          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1470          * RCU CPU stall warnings.
1471          */
1472         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1473                rsp->name);
1474         print_cpu_stall_info_begin();
1475         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1476                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1477                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1478                 if (rnp->qsmask != 0) {
1479                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1480                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1481                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1482                                         ndetected++;
1483                                 }
1484                 }
1485                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1486         }
1487
1488         print_cpu_stall_info_end();
1489         for_each_possible_cpu(cpu)
1490                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1491         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1492                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1493                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1494         if (ndetected) {
1495                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1496
1497                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1498                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1499         } else {
1500                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1501                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1502                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1503                 } else {
1504                         j = jiffies;
1505                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1506                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1507                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1508                                jiffies_till_next_fqs,
1509                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1510                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1511                         sched_show_task(current);
1512                 }
1513         }
1514
1515         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1516
1517         panic_on_rcu_stall();
1518
1519         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1520 }
1521
1522 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1523 {
1524         int cpu;
1525         unsigned long flags;
1526         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1527         long totqlen = 0;
1528
1529         /* Kick and suppress, if so configured. */
1530         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1531         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1532                 return;
1533
1534         /*
1535          * OK, time to rat on ourselves...
1536          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1537          * RCU CPU stall warnings.
1538          */
1539         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1540         print_cpu_stall_info_begin();
1541         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1542         print_cpu_stall_info_end();
1543         for_each_possible_cpu(cpu)
1544                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1545         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1546                 jiffies - rsp->gp_start,
1547                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1548
1549         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1550
1551         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1552
1553         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1554         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1555                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1556                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1557         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1558
1559         panic_on_rcu_stall();
1560
1561         /*
1562          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1563          *
1564          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1565          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1566          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1567          */
1568         resched_cpu(smp_processor_id());
1569 }
1570
1571 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1572 {
1573         unsigned long completed;
1574         unsigned long gpnum;
1575         unsigned long gps;
1576         unsigned long j;
1577         unsigned long js;
1578         struct rcu_node *rnp;
1579
1580         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1581             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1582                 return;
1583         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1584         j = jiffies;
1585
1586         /*
1587          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1588          *
1589          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1590          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1591          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1592          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1593          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1594          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1595          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1596          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1597          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1598          * from rsp->gpnum.
1599          *
1600          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1601          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1602          */
1603         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1604         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1605         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1606         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1607         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1608         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1609         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1610         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1611             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1612             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1613                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1614         rnp = rdp->mynode;
1615         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1616             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1617
1618                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1619                 print_cpu_stall(rsp);
1620
1621         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1622                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1623
1624                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1625                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1626         }
1627 }
1628
1629 /**
1630  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1631  *
1632  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1633  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1634  * RCU grace periods.
1635  *
1636  * The caller must disable hard irqs.
1637  */
1638 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1639 {
1640         struct rcu_state *rsp;
1641
1642         for_each_rcu_flavor(rsp)
1643                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1648  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1649  * no-callbacks CPUs.
1650  */
1651 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1652 {
1653         int i;
1654
1655         rdp->nxtlist = NULL;
1656         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1657                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1662  */
1663 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1664 {
1665         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1666                 return;
1667         init_default_callback_list(rdp);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1672  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1673  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1674  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1675  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1676  *
1677  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1678  */
1679 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1680                                        struct rcu_node *rnp)
1681 {
1682         /*
1683          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1684          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1685          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1686          * period might have started, but just not yet gotten around
1687          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1688          */
1689         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1690                 return rnp->completed + 1;
1691
1692         /*
1693          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1694          * then the subsequent full grace period.
1695          */
1696         return rnp->completed + 2;
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1701  * rcu_nocb_wait_gp().
1702  */
1703 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1704                                 unsigned long c, const char *s)
1705 {
1706         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1707                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1708                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1713  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1714  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1715  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1716  *
1717  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1718  */
1719 static bool __maybe_unused
1720 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1721                     unsigned long *c_out)
1722 {
1723         unsigned long c;
1724         int i;
1725         bool ret = false;
1726         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1727
1728         /*
1729          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1730          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1731          */
1732         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1733         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1734         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1735                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1736                 goto out;
1737         }
1738
1739         /*
1740          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1741          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1742          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1743          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1744          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1745          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1746          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1747          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1748          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1749          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1750          * doing some extra useless work.
1751          */
1752         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1753             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1754                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1755                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1756                 goto out;
1757         }
1758
1759         /*
1760          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1761          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1762          * start one (if needed).
1763          */
1764         if (rnp != rnp_root)
1765                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1766
1767         /*
1768          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1769          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1770          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1771          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1772          */
1773         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1774         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1775                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1776                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1777
1778         /*
1779          * If the needed for the required grace period is already
1780          * recorded, trace and leave.
1781          */
1782         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1783                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1784                 goto unlock_out;
1785         }
1786
1787         /* Record the need for the future grace period. */
1788         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1789
1790         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1791         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1792                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1793         } else {
1794                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1795                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1796         }
1797 unlock_out:
1798         if (rnp != rnp_root)
1799                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1800 out:
1801         if (c_out != NULL)
1802                 *c_out = c;
1803         return ret;
1804 }
1805
1806 /*
1807  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1808  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1809  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1810  * waiting for this grace period to complete.
1811  */
1812 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1813 {
1814         int c = rnp->completed;
1815         int needmore;
1816         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1817
1818         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1819         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1820         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1821                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1822         return needmore;
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1827  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1828  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1829  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1830  * a kthread that has not yet been created.
1831  */
1832 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1833 {
1834         if (current == rsp->gp_kthread ||
1835             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1836             !rsp->gp_kthread)
1837                 return;
1838         swake_up(&rsp->gp_wq);
1839 }
1840
1841 /*
1842  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1843  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1844  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1845  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1846  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1847  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1848  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1849  * awaken the RCU grace-period kthread.
1850  *
1851  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1852  */
1853 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1854                                struct rcu_data *rdp)
1855 {
1856         unsigned long c;
1857         int i;
1858         bool ret;
1859
1860         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1861         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1862                 return false;
1863
1864         /*
1865          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1866          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1867          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1868          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1869          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1870          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1871          *
1872          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1873          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1874          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1875          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1876          * been assigned a ->completed number.
1877          */
1878         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1879         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1880                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1881                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1882                         break;
1883
1884         /*
1885          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1886          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1887          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1888          * be grouped into.
1889          */
1890         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1891                 return false;
1892
1893         /*
1894          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1895          * full grace period and group them all in the sublist initially
1896          * indexed by "i".
1897          */
1898         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1899                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1900                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1901         }
1902         /* Record any needed additional grace periods. */
1903         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1904
1905         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1906         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1907                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1908         else
1909                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1910         return ret;
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1915  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1916  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1917  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1918  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1919  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1920  *
1921  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1922  */
1923 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1924                             struct rcu_data *rdp)
1925 {
1926         int i, j;
1927
1928         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1929         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1930                 return false;
1931
1932         /*
1933          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1934          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1935          */
1936         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1937                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1938                         break;
1939                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1940         }
1941         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1942         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1943                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1944
1945         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1946         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1947                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1948                         break;
1949                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1950                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1951         }
1952
1953         /* Classify any remaining callbacks. */
1954         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1959  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1960  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1961  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1962  */
1963 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1964                               struct rcu_data *rdp)
1965 {
1966         bool ret;
1967         bool need_gp;
1968
1969         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1970         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1971             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1972
1973                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1974                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1975
1976         } else {
1977
1978                 /* Advance callbacks. */
1979                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1980
1981                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1982                 rdp->completed = rnp->completed;
1983                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1984         }
1985
1986         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1987                 /*
1988                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1989                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1990                  * go looking for one.
1991                  */
1992                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1993                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1994                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1995                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1996                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1997                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1998                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1999                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
2000         }
2001         return ret;
2002 }
2003
2004 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2005 {
2006         unsigned long flags;
2007         bool needwake;
2008         struct rcu_node *rnp;
2009
2010         local_irq_save(flags);
2011         rnp = rdp->mynode;
2012         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
2013              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
2014              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
2015             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
2016                 local_irq_restore(flags);
2017                 return;
2018         }
2019         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2020         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2021         if (needwake)
2022                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2023 }
2024
2025 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
2026 {
2027         if (delay > 0 &&
2028             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
2029                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
2034  */
2035 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
2036 {
2037         unsigned long oldmask;
2038         struct rcu_data *rdp;
2039         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2040
2041         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2042         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2043         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
2044                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
2045                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2046                 return false;
2047         }
2048         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
2049
2050         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
2051                 /*
2052                  * Grace period already in progress, don't start another.
2053                  * Not supposed to be able to happen.
2054                  */
2055                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2056                 return false;
2057         }
2058
2059         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
2060         record_gp_stall_check_time(rsp);
2061         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
2062         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
2063         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
2064         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2065
2066         /*
2067          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2068          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2069          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2070          * will handle subsequent offline CPUs.
2071          */
2072         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2073                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2074                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2075                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2076                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2077                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2078                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2079                         continue;
2080                 }
2081
2082                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2083                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2084                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2085
2086                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2087                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2088                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2089                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2090                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2091                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2092                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2093                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2094                 }
2095
2096                 /*
2097                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2098                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2099                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2100                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2101                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2102                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2103                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2104                  */
2105                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2106                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2107                      rnp->qsmaskinit)) {
2108                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2109                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2110                 }
2111
2112                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2113         }
2114
2115         /*
2116          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2117          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2118          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2119          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2120          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2121          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2122          * leaf node has been initialized.
2123          *
2124          * The grace period cannot complete until the initialization
2125          * process finishes, because this kthread handles both.
2126          */
2127         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2128                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2129                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2130                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2131                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2132                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2133                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2134                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2135                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2136                 if (rnp == rdp->mynode)
2137                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2138                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2139                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2140                                             rnp->level, rnp->grplo,
2141                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2142                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2143                 cond_resched_rcu_qs();
2144                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2145         }
2146
2147         return true;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2152  * at force-quiescent-state time.
2153  */
2154 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2155 {
2156         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2157
2158         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2159         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2160         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2161                 return true;
2162
2163         /* The current grace period has completed. */
2164         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2165                 return true;
2166
2167         return false;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Do one round of quiescent-state forcing.
2172  */
2173 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2174 {
2175         bool isidle = false;
2176         unsigned long maxj;
2177         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2178
2179         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2180         rsp->n_force_qs++;
2181         if (first_time) {
2182                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2183                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2184                         isidle = true;
2185                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2186                 }
2187                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2188                              &isidle, &maxj);
2189                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2190         } else {
2191                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2192                 isidle = true;
2193                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2194         }
2195         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2196         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2197                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2198                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2199                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2200                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2201         }
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Clean up after the old grace period.
2206  */
2207 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2208 {
2209         unsigned long gp_duration;
2210         bool needgp = false;
2211         int nocb = 0;
2212         struct rcu_data *rdp;
2213         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2214         struct swait_queue_head *sq;
2215
2216         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2217         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2218         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2219         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2220                 rsp->gp_max = gp_duration;
2221
2222         /*
2223          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2224          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2225          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2226          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2227          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2228          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2229          */
2230         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2231
2232         /*
2233          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2234          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2235          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2236          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2237          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2238          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2239          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2240          */
2241         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2242                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2243                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2244                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2245                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2246                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2247                 if (rnp == rdp->mynode)
2248                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2249                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2250                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2251                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2252                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2253                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2254                 cond_resched_rcu_qs();
2255                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2256                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2257         }
2258         rnp = rcu_get_root(rsp);
2259         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2260         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2261
2262         /* Declare grace period done. */
2263         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2264         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2265         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2266         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2267         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2268         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2269         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2270                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2271                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2272                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2273                                        TPS("newreq"));
2274         }
2275         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2276 }
2277
2278 /*
2279  * Body of kthread that handles grace periods.
2280  */
2281 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2282 {
2283         bool first_gp_fqs;
2284         int gf;
2285         unsigned long j;
2286         int ret;
2287         struct rcu_state *rsp = arg;
2288         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2289
2290         rcu_bind_gp_kthread();
2291         for (;;) {
2292
2293                 /* Handle grace-period start. */
2294                 for (;;) {
2295                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2296                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2297                                                TPS("reqwait"));
2298                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2299                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2300                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2301                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2302                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2303                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2304                         if (rcu_gp_init(rsp))
2305                                 break;
2306                         cond_resched_rcu_qs();
2307                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2308                         WARN_ON(signal_pending(current));
2309                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2310                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2311                                                TPS("reqwaitsig"));
2312                 }
2313
2314                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2315                 first_gp_fqs = true;
2316                 j = jiffies_till_first_fqs;
2317                 if (j > HZ) {
2318                         j = HZ;
2319                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2320                 }
2321                 ret = 0;
2322                 for (;;) {
2323                         if (!ret) {
2324                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2325                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2326                                            jiffies + 3 * j);
2327                         }
2328                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2329                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2330                                                TPS("fqswait"));
2331                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2332                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2333                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2334                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2335                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2336                         /* If grace period done, leave loop. */
2337                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2338                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2339                                 break;
2340                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2341                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2342                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2343                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2344                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2345                                                        TPS("fqsstart"));
2346                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2347                                 first_gp_fqs = false;
2348                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2349                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2350                                                        TPS("fqsend"));
2351                                 cond_resched_rcu_qs();
2352                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2353                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2354                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2355                                 if (j > HZ) {
2356                                         j = HZ;
2357                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2358                                 } else if (j < 1) {
2359                                         j = 1;
2360                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2361                                 }
2362                         } else {
2363                                 /* Deal with stray signal. */
2364                                 cond_resched_rcu_qs();
2365                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2366                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2367                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2368                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2369                                                        TPS("fqswaitsig"));
2370                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2371                                 j = jiffies;
2372                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2373                                         j = 1;
2374                                 else
2375                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2376                         }
2377                 }
2378
2379                 /* Handle grace-period end. */
2380                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2381                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2382                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2383         }
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2388  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2389  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2390  *
2391  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2392  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2393  * quiescent state.
2394  *
2395  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2396  */
2397 static bool
2398 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2399                       struct rcu_data *rdp)
2400 {
2401         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2402                 /*
2403                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2404                  * task, this CPU does not need another grace period,
2405                  * or a grace period is already in progress.
2406                  * Either way, don't start a new grace period.
2407                  */
2408                 return false;
2409         }
2410         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2411         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2412                                TPS("newreq"));
2413
2414         /*
2415          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2416          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2417          * the wakeup to our caller.
2418          */
2419         return true;
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2424  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2425  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2426  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2427  * that is encountered beforehand.
2428  *
2429  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2430  */
2431 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2432 {
2433         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2434         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2435         bool ret = false;
2436
2437         /*
2438          * If there is no grace period in progress right now, any
2439          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2440          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2441          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2442          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2443          * then start the grace period!
2444          */
2445         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2446         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2447         return ret;
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2452  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2453  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2454  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2455  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2456  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2457  * which is released before return.
2458  */
2459 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2460         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2461 {
2462         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2463         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2464         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2465         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2470  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2471  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2472  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2473  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2474  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2475  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2476  * must be held upon entry, and it is released before return.
2477  */
2478 static void
2479 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2480                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2481         __releases(rnp->lock)
2482 {
2483         unsigned long oldmask = 0;
2484         struct rcu_node *rnp_c;
2485
2486         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2487         for (;;) {
2488                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2489
2490                         /*
2491                          * Our bit has already been cleared, or the
2492                          * relevant grace period is already over, so done.
2493                          */
2494                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2495                         return;
2496                 }
2497                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2498                 rnp->qsmask &= ~mask;
2499                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2500                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2501                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2502                                                  !!rnp->gp_tasks);
2503                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2504
2505                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2506                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2507                         return;
2508                 }
2509                 mask = rnp->grpmask;
2510                 if (rnp->parent == NULL) {
2511
2512                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2513
2514                         break;
2515                 }
2516                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2517                 rnp_c = rnp;
2518                 rnp = rnp->parent;
2519                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2520                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2521         }
2522
2523         /*
2524          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2525          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2526          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2527          */
2528         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2533  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2534  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2535  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2536  * disabled.
2537  */
2538 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2539                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2540         __releases(rnp->lock)
2541 {
2542         unsigned long gps;
2543         unsigned long mask;
2544         struct rcu_node *rnp_p;
2545
2546         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2547             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2548                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2549                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2550         }
2551
2552         rnp_p = rnp->parent;
2553         if (rnp_p == NULL) {
2554                 /*
2555                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2556                  * try to report up to its nonexistent parent!
2557                  */
2558                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2559                 return;
2560         }
2561
2562         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2563         gps = rnp->gpnum;
2564         mask = rnp->grpmask;
2565         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2566         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2567         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2572  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2573  */
2574 static void
2575 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2576 {
2577         unsigned long flags;
2578         unsigned long mask;
2579         bool needwake;
2580         struct rcu_node *rnp;
2581
2582         rnp = rdp->mynode;
2583         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2584         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2585             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2586
2587                 /*
2588                  * The grace period in which this quiescent state was
2589                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2590                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2591                  * within the current grace period.
2592                  */
2593                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2594                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2595                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2596                 return;
2597         }
2598         mask = rdp->grpmask;
2599         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2600                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2601         } else {
2602                 rdp->core_needs_qs = false;
2603
2604                 /*
2605                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2606                  * callbacks can be processed during the next GP.
2607                  */
2608                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2609
2610                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2611                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2612                 if (needwake)
2613                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2614         }
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2619  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2620  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2621  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2622  */
2623 static void
2624 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2625 {
2626         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2627         note_gp_changes(rsp, rdp);
2628
2629         /*
2630          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2631          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2632          */
2633         if (!rdp->core_needs_qs)
2634                 return;
2635
2636         /*
2637          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2638          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2639          */
2640         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2641                 return;
2642
2643         /*
2644          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2645          * judge of that).
2646          */
2647         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2652  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2653  * ->orphan_lock.
2654  */
2655 static void
2656 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2657                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2658 {
2659         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2660         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2661                 return;
2662
2663         /*
2664          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2665          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2666          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2667          */
2668         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2669                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2670                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2671                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2672                 rdp->qlen_lazy = 0;
2673                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2674         }
2675
2676         /*
2677          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2678          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2679          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2680          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2681          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2682          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2683          * we just reset the whole thing later on.
2684          */
2685         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2686                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2687                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2688                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2689         }
2690
2691         /*
2692          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2693          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2694          * required to pass though another grace period: They are done.
2695          */
2696         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2697                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2698                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2699         }
2700
2701         /*
2702          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2703          * disallow further callbacks on this CPU.
2704          */
2705         init_callback_list(rdp);
2706         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2711  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2712  */
2713 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2714 {
2715         int i;
2716         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2717
2718         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2719         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2720             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2721                 return;
2722
2723         /* Do the accounting first. */
2724         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2725         rdp->qlen += rsp->qlen;
2726         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2727         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2728                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2729         rsp->qlen_lazy = 0;
2730         rsp->qlen = 0;
2731
2732         /*
2733          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2734          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2735          * we are the task doing the rcu_barrier().
2736          */
2737
2738         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2739         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2740                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2741                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2742                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2743                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2744                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2745                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2746                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2747         }
2748
2749         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2750         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2751                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2752                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2753                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2754                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2755         }
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2760  */
2761 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2762 {
2763         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2764         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2765         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2766
2767         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2768                 return;
2769
2770         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2771         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2772                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2773                                TPS("cpuofl"));
2774 }
2775
2776 /*
2777  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2778  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2779  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2780  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2781  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2782  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2783  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2784  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2785  * updated
2786  *
2787  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2788  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2789  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2790  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2791  * invoke it again.
2792  */
2793 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2794 {
2795         long mask;
2796         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2797
2798         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2799             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2800                 return;
2801         for (;;) {
2802                 mask = rnp->grpmask;
2803                 rnp = rnp->parent;
2804                 if (!rnp)
2805                         break;
2806                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2807                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2808                 rnp->qsmask &= ~mask;
2809                 if (rnp->qsmaskinit) {
2810                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2811                         /* irqs remain disabled. */
2812                         return;
2813                 }
2814                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2815         }
2816 }
2817
2818 /*
2819  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2820  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2821  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2822  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2823  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2824  */
2825 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2826 {
2827         unsigned long flags;
2828         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2829         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2830
2831         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2832                 return;
2833
2834         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2835         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2836
2837         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2838         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2839         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2840         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2841         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2842
2843         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2844                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2845                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2850  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2851  */
2852 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2853 {
2854         unsigned long flags;
2855         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2856         long bl, count, count_lazy;
2857         int i;
2858
2859         /* If no callbacks are ready, just return. */
2860         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2861                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2862                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2863                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2864                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2865                 return;
2866         }
2867
2868         /*
2869          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2870          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2871          */
2872         local_irq_save(flags);
2873         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2874         bl = rdp->blimit;
2875         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2876         list = rdp->nxtlist;
2877         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2878         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2879         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2880         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2881                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2882                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2883         local_irq_restore(flags);
2884
2885         /* Invoke callbacks. */
2886         count = count_lazy = 0;
2887         while (list) {
2888                 next = list->next;
2889                 prefetch(next);
2890                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2891                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2892                         count_lazy++;
2893                 list = next;
2894                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2895                 if (++count >= bl &&
2896                     (need_resched() ||
2897                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2898                         break;
2899         }
2900
2901         local_irq_save(flags);
2902         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2903                             is_idle_task(current),
2904                             rcu_is_callbacks_kthread());
2905
2906         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2907         if (list != NULL) {
2908                 *tail = rdp->nxtlist;
2909                 rdp->nxtlist = list;
2910                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2911                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2912                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2913                         else
2914                                 break;
2915         }
2916         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2917         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2918         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2919         rdp->n_cbs_invoked += count;
2920
2921         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2922         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2923                 rdp->blimit = blimit;
2924
2925         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2926         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2927                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2928                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2929         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2930                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2931         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2932
2933         local_irq_restore(flags);
2934
2935         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2936         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2937                 invoke_rcu_core();
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2942  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2943  * Also schedule RCU core processing.
2944  *
2945  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2946  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2947  */
2948 void rcu_check_callbacks(int user)
2949 {
2950         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2951         increment_cpu_stall_ticks();
2952         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2953
2954                 /*
2955                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2956                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2957                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2958                  * a quiescent state, so note it.
2959                  *
2960                  * No memory barrier is required here because both
2961                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2962                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2963                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2964                  */
2965
2966                 rcu_sched_qs();
2967                 rcu_bh_qs();
2968
2969         } else if (!in_softirq()) {
2970
2971                 /*
2972                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2973                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2974                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2975                  * critical section, so note it.
2976                  */
2977
2978                 rcu_bh_qs();
2979         }
2980         rcu_preempt_check_callbacks();
2981         if (rcu_pending())
2982                 invoke_rcu_core();
2983         if (user)
2984                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2985         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2990  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2991  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2992  *
2993  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2994  */
2995 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2996                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2997                                   unsigned long *maxj),
2998                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2999 {
3000         int cpu;
3001         unsigned long flags;
3002         unsigned long mask;
3003         struct rcu_node *rnp;
3004
3005         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3006                 cond_resched_rcu_qs();
3007                 mask = 0;
3008                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3009                 if (rnp->qsmask == 0) {
3010                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
3011                             rsp != rcu_state_p ||
3012                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
3013                                 /*
3014                                  * No point in scanning bits because they
3015                                  * are all zero.  But we might need to
3016                                  * priority-boost blocked readers.
3017                                  */
3018                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3019                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
3020                                 continue;
3021                         }
3022                         if (rnp->parent &&
3023                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
3024                                 /*
3025                                  * Race between grace-period
3026                                  * initialization and task exiting RCU
3027                                  * read-side critical section: Report.
3028                                  */
3029                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
3030                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
3031                                 continue;
3032                         }
3033                 }
3034                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
3035                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
3036                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
3037                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
3038                                         mask |= bit;
3039                         }
3040                 }
3041                 if (mask != 0) {
3042                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
3043                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
3044                 } else {
3045                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
3046                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3047                 }
3048         }
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
3053  * CPUs are in dyntick-idle mode.
3054  */
3055 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
3056 {
3057         unsigned long flags;
3058         bool ret;
3059         struct rcu_node *rnp;
3060         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
3061
3062         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
3063         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
3064         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
3065                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
3066                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
3067                 if (rnp_old != NULL)
3068                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
3069                 if (ret) {
3070                         rsp->n_force_qs_lh++;
3071                         return;
3072                 }
3073                 rnp_old = rnp;
3074         }
3075         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
3076
3077         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
3078         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
3079         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
3080         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
3081                 rsp->n_force_qs_lh++;
3082                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
3083                 return;  /* Someone beat us to it. */
3084         }
3085         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
3086         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
3087         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
3092  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
3093  * whom the rdp belongs.
3094  */
3095 static void
3096 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
3097 {
3098         unsigned long flags;
3099         bool needwake;
3100         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3101
3102         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
3103
3104         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
3105         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
3106
3107         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
3108         local_irq_save(flags);
3109         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3110                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
3111                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
3112                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
3113                 if (needwake)
3114                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3115         } else {
3116                 local_irq_restore(flags);
3117         }
3118
3119         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3120         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
3121                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3122
3123         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3124         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Do RCU core processing for the current CPU.
3129  */
3130 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3131 {
3132         struct rcu_state *rsp;
3133
3134         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3135                 return;
3136         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3137         for_each_rcu_flavor(rsp)
3138                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3139         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3140 }
3141
3142 /*
3143  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3144  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3145  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3146  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3147  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3148  */
3149 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3150 {
3151         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3152                 return;
3153         if (likely(!rsp->boost)) {
3154                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3155                 return;
3156         }
3157         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3158 }
3159
3160 static void invoke_rcu_core(void)
3161 {
3162         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3163                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3168  */
3169 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3170                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3171 {
3172         bool needwake;
3173
3174         /*
3175          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3176          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3177          */
3178         if (!rcu_is_watching())
3179                 invoke_rcu_core();
3180
3181         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3182         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3183                 return;
3184
3185         /*
3186          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3187          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3188          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3189          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3190          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3191          */
3192         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3193
3194                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3195                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3196
3197                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3198                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3199                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3200
3201                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3202                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3203                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3204                         if (needwake)
3205                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3206                 } else {
3207                         /* Give the grace period a kick. */
3208                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3209                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3210                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3211                                 force_quiescent_state(rsp);
3212                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3213                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3214                 }
3215         }
3216 }
3217
3218 /*
3219  * RCU callback function to leak a callback.
3220  */
3221 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3222 {
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3227  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3228  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3229  * is expected to specify a CPU.
3230  */
3231 static void
3232 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3233            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3234 {
3235         unsigned long flags;
3236         struct rcu_data *rdp;
3237
3238         /* Misaligned rcu_head! */
3239         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3240
3241         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3242                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3243                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3244                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3245                 return;
3246         }
3247         head->func = func;
3248         head->next = NULL;
3249         local_irq_save(flags);
3250         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3251
3252         /* Add the callback to our list. */
3253         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3254                 int offline;
3255
3256                 if (cpu != -1)
3257                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3258                 if (likely(rdp->mynode)) {
3259                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3260                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3261                         WARN_ON_ONCE(offline);
3262                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3263                         local_irq_restore(flags);
3264                         return;
3265                 }
3266                 /*
3267                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3268                  * and then drop through to queue the callback.
3269                  */
3270                 BUG_ON(cpu != -1);
3271                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3272                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3273                         init_default_callback_list(rdp);
3274         }
3275         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3276         if (lazy)
3277                 rdp->qlen_lazy++;
3278         else
3279                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3280         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3281         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3282         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3283
3284         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3285                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3286                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3287         else
3288                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3289
3290         /* Go handle any RCU core processing required. */
3291         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3292         local_irq_restore(flags);
3293 }
3294
3295 /*
3296  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3297  */
3298 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3299 {
3300         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3303
3304 /*
3305  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3306  */
3307 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3308 {
3309         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3310 }
3311 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3312
3313 /*
3314  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3315  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3316  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3317  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3318  * function may only be called from __kfree_rcu().
3319  */
3320 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3321                     rcu_callback_t func)
3322 {
3323         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3324 }
3325 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3326
3327 /*
3328  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3329  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3330  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3331  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3332  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3333  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3334  * some overhead: RCU still operates correctly.
3335  */
3336 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3337 {
3338         int ret;
3339
3340         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3341         preempt_disable();
3342         ret = num_online_cpus() <= 1;
3343         preempt_enable();
3344         return ret;
3345 }
3346
3347 /**
3348  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3349  *
3350  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3351  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3352  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3353  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3354  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3355  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3356  * rcu_read_lock_sched().
3357  *
3358  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3359  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3360  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3361  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3362  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3363  *
3364  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3365  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3366  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3367  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3368  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3369  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3370  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3371  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3372  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3373  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3374  * that are executing in the kernel.
3375  *
3376  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3377  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3378  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3379  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3380  * again only if the system has more than one CPU).
3381  *
3382  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3383  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3384  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3385  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3386  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3387  */
3388 void synchronize_sched(void)
3389 {
3390         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3391                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3392                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3393                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3394         if (rcu_blocking_is_gp())
3395                 return;
3396         if (rcu_gp_is_expedited())
3397                 synchronize_sched_expedited();
3398         else
3399                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3400 }
3401 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3402
3403 /**
3404  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3405  *
3406  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3407  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3408  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3409  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3410  * and may be nested.
3411  *
3412  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3413  * on memory ordering guarantees.
3414  */
3415 void synchronize_rcu_bh(void)
3416 {
3417         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3418                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3419                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3420                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3421         if (rcu_blocking_is_gp())
3422                 return;
3423         if (rcu_gp_is_expedited())
3424                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3425         else
3426                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3427 }
3428 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3429
3430 /**
3431  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3432  *
3433  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3434  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3435  * meantime.
3436  */
3437 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3438 {
3439         /*
3440          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3441          * before the load from ->gpnum.
3442          */
3443         smp_mb();  /* ^^^ */
3444
3445         /*
3446          * Make sure this load happens before the purportedly
3447          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3448          * and cond_synchronize_rcu().
3449          */
3450         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3451 }
3452 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3453
3454 /**
3455  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3456  *
3457  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3458  *
3459  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3460  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3461  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3462  *
3463  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3464  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3465  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3466  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3467  */
3468 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3469 {
3470         unsigned long newstate;
3471
3472         /*
3473          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3474          * actions the caller might carry out after we return.
3475          */
3476         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3477         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3478                 synchronize_rcu();
3479 }
3480 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3481
3482 /**
3483  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3484  *
3485  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3486  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3487  * meantime.
3488  */
3489 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3490 {
3491         /*
3492          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3493          * before the load from ->gpnum.
3494          */
3495         smp_mb();  /* ^^^ */
3496
3497         /*
3498          * Make sure this load happens before the purportedly
3499          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3500          * and cond_synchronize_sched().
3501          */
3502         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3503 }
3504 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3505
3506 /**
3507  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3508  *
3509  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3510  *
3511  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3512  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3513  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3514  *
3515  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3516  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3517  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3518  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3519  */
3520 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3521 {
3522         unsigned long newstate;
3523
3524         /*
3525          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3526          * actions the caller might carry out after we return.
3527          */
3528         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3529         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3530                 synchronize_sched();
3531 }
3532 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3533
3534 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3535 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3536 {
3537         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3538         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3539         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3540 }
3541
3542 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3543 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3544 {
3545         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3546         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3547         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3548 }
3549
3550 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3551 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3552 {
3553         unsigned long s;
3554
3555         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3556         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3557         return s;
3558 }
3559
3560 /*
3561  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3562  * full update-side operation has occurred.
3563  */
3564 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3565 {
3566         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3567 }
3568
3569 /*
3570  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3571  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3572  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3573  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3574  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3575  */
3576 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3577 {
3578         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3579
3580         rdp->n_rcu_pending++;
3581
3582         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3583         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3584
3585         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3586         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3587                 return 0;
3588
3589         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3590         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3591             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3592             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3593                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3594         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3595                 rdp->n_rp_report_qs++;
3596                 return 1;
3597         }
3598
3599         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3600         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3601                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3602                 return 1;
3603         }
3604
3605         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3606         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3607                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3608                 return 1;
3609         }
3610
3611         /* Has another RCU grace period completed?  */
3612         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3613                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3614                 return 1;
3615         }
3616
3617         /* Has a new RCU grace period started? */
3618         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3619             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3620                 rdp->n_rp_gp_started++;
3621                 return 1;
3622         }
3623
3624         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3625         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3626                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3627                 return 1;
3628         }
3629
3630         /* nothing to do */
3631         rdp->n_rp_need_nothing++;
3632         return 0;
3633 }
3634
3635 /*
3636  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3637  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3638  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3639  */
3640 static int rcu_pending(void)
3641 {
3642         struct rcu_state *rsp;
3643
3644         for_each_rcu_flavor(rsp)
3645                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3646                         return 1;
3647         return 0;
3648 }
3649
3650 /*
3651  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3652  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3653  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3654  */
3655 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3656 {
3657         bool al = true;
3658         bool hc = false;
3659         struct rcu_data *rdp;
3660         struct rcu_state *rsp;
3661
3662         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3663                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3664                 if (!rdp->nxtlist)
3665                         continue;
3666                 hc = true;
3667                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3668                         al = false;
3669                         break;
3670                 }
3671         }
3672         if (all_lazy)
3673                 *all_lazy = al;
3674         return hc;
3675 }
3676
3677 /*
3678  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3679  * the compiler is expected to optimize this away.
3680  */
3681 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3682                                int cpu, unsigned long done)
3683 {
3684         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3685                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3686 }
3687
3688 /*
3689  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3690  * up the task executing _rcu_barrier().
3691  */
3692 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3693 {
3694         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3695         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3696
3697         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3698                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3699                 complete(&rsp->barrier_completion);
3700         } else {
3701                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3702         }
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3707  */
3708 static void rcu_barrier_func(void *type)
3709 {
3710         struct rcu_state *rsp = type;
3711         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3712
3713         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3714         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3715         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3720  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3721  */
3722 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3723 {
3724         int cpu;
3725         struct rcu_data *rdp;
3726         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3727
3728         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3729
3730         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3731         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3732
3733         /* Did someone else do our work for us? */
3734         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3735                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3736                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3737                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3738                 return;
3739         }
3740
3741         /* Mark the start of the barrier operation. */
3742         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3743         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3744
3745         /*
3746          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3747          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3748          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3749          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3750          */
3751         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3752         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3753         get_online_cpus();
3754
3755         /*
3756          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3757          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3758          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3759          */
3760         for_each_possible_cpu(cpu) {
3761                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3762                         continue;
3763                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3764                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3765                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3766                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3767                                                    rsp->barrier_sequence);
3768                         } else {
3769                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3770                                                    rsp->barrier_sequence);
3771                                 smp_mb__before_atomic();
3772                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3773                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3774                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3775                         }
3776                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3777                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3778                                            rsp->barrier_sequence);
3779                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3780                 } else {
3781                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3782                                            rsp->barrier_sequence);
3783                 }
3784         }
3785         put_online_cpus();
3786
3787         /*
3788          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3789          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3790          */
3791         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3792                 complete(&rsp->barrier_completion);
3793
3794         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3795         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3796
3797         /* Mark the end of the barrier operation. */
3798         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3799         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3800
3801         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3802         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3803 }
3804
3805 /**
3806  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3807  */
3808 void rcu_barrier_bh(void)
3809 {
3810         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3813
3814 /**
3815  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3816  */
3817 void rcu_barrier_sched(void)
3818 {
3819         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3820 }
3821 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3822
3823 /*
3824  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3825  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3826  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3827  * disabled.
3828  */
3829 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3830 {
3831         long mask;
3832         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3833
3834         for (;;) {
3835                 mask = rnp->grpmask;
3836                 rnp = rnp->parent;
3837                 if (rnp == NULL)
3838                         return;
3839                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3840                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3841                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3842         }
3843 }
3844
3845 /*
3846  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3847  */
3848 static void __init
3849 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3850 {
3851         unsigned long flags;
3852         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3853         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3854
3855         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3856         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3857         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3858         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3859         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3860         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3861         rdp->cpu = cpu;
3862         rdp->rsp = rsp;
3863         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3864         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3865 }
3866
3867 /*
3868  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3869  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3870  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3871  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3872  */
3873 static void
3874 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3875 {
3876         unsigned long flags;
3877         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3878         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3879
3880         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3881         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3882         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3883         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3884         rdp->blimit = blimit;
3885         if (!rdp->nxtlist)
3886                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3887         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3888         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3889         rcu_dynticks_eqs_online();
3890         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3891
3892         /*
3893          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3894          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3895          * of the next grace period.
3896          */
3897         rnp = rdp->mynode;
3898         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3899         if (!rdp->beenonline)
3900                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3901         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3902         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3903         rdp->completed = rnp->completed;
3904         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3905         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3906         rdp->core_needs_qs = false;
3907         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3908         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3909 }
3910
3911 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3912 {
3913         struct rcu_state *rsp;
3914
3915         for_each_rcu_flavor(rsp)
3916                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3917
3918         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3919         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3920
3921         return 0;
3922 }
3923
3924 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3925 {
3926         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3927
3928         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3929 }
3930
3931 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3932 {
3933         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3934         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3935         return 0;
3936 }
3937
3938 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3939 {
3940         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3941         return 0;
3942 }
3943
3944
3945 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3946 {
3947         struct rcu_state *rsp;
3948
3949         for_each_rcu_flavor(rsp)
3950                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3951         return 0;
3952 }
3953
3954 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3955 {
3956         struct rcu_state *rsp;
3957
3958         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3959                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3960                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3961         }
3962         return 0;
3963 }
3964
3965 /*
3966  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3967  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3968  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3969  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3970  * will result in lockdep splats.
3971  */
3972 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3973 {
3974         unsigned long flags;
3975         unsigned long mask;
3976         struct rcu_data *rdp;
3977         struct rcu_node *rnp;
3978         struct rcu_state *rsp;
3979
3980         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3981                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3982                 rnp = rdp->mynode;
3983                 mask = rdp->grpmask;
3984                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3985                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3986                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3987                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3988         }
3989 }
3990
3991 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3992 /*
3993  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3994  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3995  * bit masks.
3996  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3997  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3998  * bit masks.
3999  */
4000 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4001 {
4002         unsigned long flags;
4003         unsigned long mask;
4004         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4005         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4006
4007         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4008         mask = rdp->grpmask;
4009         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4010         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
4011         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4012 }
4013
4014 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4015 {
4016         struct rcu_state *rsp;
4017
4018         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4019         preempt_disable();
4020         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4021                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4022         preempt_enable();
4023         for_each_rcu_flavor(rsp)
4024                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4025 }
4026 #endif
4027
4028 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4029                          unsigned long action, void *hcpu)
4030 {
4031         switch (action) {
4032         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4033         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4034                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4035                         rcu_expedite_gp();
4036                 break;
4037         case PM_POST_HIBERNATION:
4038         case PM_POST_SUSPEND:
4039                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4040                         rcu_unexpedite_gp();
4041                 break;
4042         default:
4043                 break;
4044         }
4045         return NOTIFY_OK;
4046 }
4047
4048 /*
4049  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4050  */
4051 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4052 {
4053         unsigned long flags;
4054         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4055         struct rcu_node *rnp;
4056         struct rcu_state *rsp;
4057         struct sched_param sp;
4058         struct task_struct *t;
4059
4060         /* Force priority into range. */
4061         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4062                 kthread_prio = 1;
4063         else if (kthread_prio < 0)
4064                 kthread_prio = 0;
4065         else if (kthread_prio > 99)
4066                 kthread_prio = 99;
4067         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4068                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4069                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4070
4071         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4072         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4073                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4074                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4075                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4076                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4077                 rsp->gp_kthread = t;
4078                 if (kthread_prio) {
4079                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4080                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4081                 }
4082                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4083                 wake_up_process(t);
4084         }
4085         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4086         rcu_spawn_boost_kthreads();
4087         return 0;
4088 }
4089 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4090
4091 /*
4092  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4093  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4094  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4095  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4096  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4097  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4098  * A later core_initcall() rcu_exp_runtime_mode() will switch to full
4099  * runtime RCU functionality.
4100  */
4101 void rcu_scheduler_starting(void)
4102 {
4103         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4104         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4105         rcu_test_sync_prims();
4106         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4107         rcu_test_sync_prims();
4108 }
4109
4110 /*
4111  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4112  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4113  */
4114 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4115 {
4116         int i;
4117
4118         if (rcu_fanout_exact) {
4119                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4120                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4121                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4122         } else {
4123                 int ccur;
4124                 int cprv;
4125
4126                 cprv = nr_cpu_ids;
4127                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4128                         ccur = levelcnt[i];
4129                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4130                         cprv = ccur;
4131                 }
4132         }
4133 }
4134
4135 /*
4136  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4137  */
4138 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4139 {
4140         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4141         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4142         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4143         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4144         static u8 fl_mask = 0x1;
4145
4146         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4147         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4148         int cpustride = 1;
4149         int i;
4150         int j;
4151         struct rcu_node *rnp;
4152
4153         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4154
4155         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4156         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4157                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4158
4159         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4160
4161         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4162                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4163         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4164                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4165         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4166         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4167         fl_mask <<= 1;
4168
4169         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4170
4171         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4172                 cpustride *= levelspread[i];
4173                 rnp = rsp->level[i];
4174                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4175                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4176                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4177                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4178                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4179                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4180                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4181                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4182                         rnp->completed = rsp->completed;
4183                         rnp->qsmask = 0;
4184                         rnp->qsmaskinit = 0;
4185                         rnp->grplo = j * cpustride;
4186                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4187                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4188                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4189                         if (i == 0) {
4190                                 rnp->grpnum = 0;
4191                                 rnp->grpmask = 0;
4192                                 rnp->parent = NULL;
4193                         } else {
4194                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4195                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4196                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4197                                               j / levelspread[i - 1];
4198                         }
4199                         rnp->level = i;
4200                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4201                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4202                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4203                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4204                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4205                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4206                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4207                 }
4208         }
4209
4210         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4211         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4212         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4213         for_each_possible_cpu(i) {
4214                 while (i > rnp->grphi)
4215                         rnp++;
4216                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4217                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4218         }
4219         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4220 }
4221
4222 /*
4223  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4224  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4225  * the ->node array in the rcu_state structure.
4226  */
4227 static void __init rcu_init_geometry(void)
4228 {
4229         ulong d;
4230         int i;
4231         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4232
4233         /*
4234          * Initialize any unspecified boot parameters.
4235          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4236          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4237          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4238          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4239          */
4240         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4241         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4242                 jiffies_till_first_fqs = d;
4243         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4244                 jiffies_till_next_fqs = d;
4245
4246         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4247         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4248             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4249                 return;
4250         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4251                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4252
4253         /*
4254          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4255          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4256          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4257          * limit is exceeded.
4258          */
4259         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4260             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4261                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4262                 WARN_ON(1);
4263                 return;
4264         }
4265
4266         /*
4267          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4268          * with the given number of levels.
4269          */
4270         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4271         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4272                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4273
4274         /*
4275          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4276          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4277          */
4278         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4279                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4280                 WARN_ON(1);
4281                 return;
4282         }
4283
4284         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4285         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4286         }
4287         rcu_num_lvls = i + 1;
4288
4289         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4290         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4291                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4292                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4293         }
4294
4295         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4296         rcu_num_nodes = 0;
4297         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4298                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4299 }
4300
4301 /*
4302  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4303  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4304  */
4305 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4306 {
4307         int level = 0;
4308         struct rcu_node *rnp;
4309
4310         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4311         pr_info(" ");
4312         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4313                 if (rnp->level != level) {
4314                         pr_cont("\n");
4315                         pr_info(" ");
4316                         level = rnp->level;
4317                 }
4318                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4319         }
4320         pr_cont("\n");
4321 }
4322
4323 void __init rcu_init(void)
4324 {
4325         int cpu;
4326
4327         rcu_early_boot_tests();
4328
4329         rcu_bootup_announce();
4330         rcu_init_geometry();
4331         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4332         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4333         if (dump_tree)
4334                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4335         __rcu_init_preempt();
4336         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4337
4338         /*
4339          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4340          * this is called early in boot, before either interrupts
4341          * or the scheduler are operational.
4342          */
4343         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4344         for_each_online_cpu(cpu) {
4345                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4346                 rcu_cpu_starting(cpu);
4347         }
4348 }
4349
4350 #include "tree_exp.h"
4351 #include "tree_plugin.h"