]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
rcu: Convert ACCESS_ONCE() to READ_ONCE() and WRITE_ONCE()
[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.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
95 struct rcu_state sname##_state = { \
96         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
97         .rda = &sname##_data, \
98         .call = cr, \
99         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
100         .gpnum = 0UL - 300UL, \
101         .completed = 0UL - 300UL, \
102         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
103         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
104         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
105         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
106         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
107         .abbr = sabbr, \
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 *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
158 static void invoke_rcu_core(void);
159 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
160
161 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
162 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
163 module_param(kthread_prio, int, 0644);
164
165 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
166 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
167 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
168 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
169 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
170 static const int gp_init_delay;
171 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
172 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 10  /* Number of grace periods between delays. */
173
174 /*
175  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
176  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
177  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
178  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
179  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
180  * These variables enable correlating rcutorture output with the
181  * RCU tracing information.
182  */
183 unsigned long rcutorture_testseq;
184 unsigned long rcutorture_vernum;
185
186 /*
187  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
188  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
189  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
190  * in most contexts.
191  */
192 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
193 {
194         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
195 }
196
197 /*
198  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
199  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
200  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
201  */
202 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
203 {
204         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
205 }
206
207 /*
208  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
209  * how many quiescent states passed, just if there was at least
210  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
211  * The caller must have disabled preemption.
212  */
213 void rcu_sched_qs(void)
214 {
215         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
216                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
217                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
218                                        TPS("cpuqs"));
219                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
220         }
221 }
222
223 void rcu_bh_qs(void)
224 {
225         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
226                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
227                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
228                                        TPS("cpuqs"));
229                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
230         }
231 }
232
233 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
234
235 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
236         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
237         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
238 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
239         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
240         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
241 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
242 };
243
244 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
245 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
246
247 /*
248  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
249  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
250  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
251  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
252  * this CPU might (or might not) do in the near future.
253  *
254  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
255  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
256  * by two.
257  */
258 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
259 {
260         unsigned long flags;
261         struct rcu_data *rdp;
262         struct rcu_dynticks *rdtp;
263         int resched_mask;
264         struct rcu_state *rsp;
265
266         local_irq_save(flags);
267
268         /*
269          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
270          * the flag will be set again after some delay.
271          */
272         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
273         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
274
275         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
276         for_each_rcu_flavor(rsp) {
277                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
278                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
279                         continue;
280                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
281                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
282                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
283                         continue;
284
285                 /*
286                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
287                  * This allows the grace-period kthread to record the
288                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
289                  * further.
290                  */
291                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
292                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
293                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
294                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
295                 break;
296         }
297         local_irq_restore(flags);
298 }
299
300 /*
301  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
302  * and requires special handling for preemptible RCU.
303  * The caller must have disabled preemption.
304  */
305 void rcu_note_context_switch(void)
306 {
307         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
308         rcu_sched_qs();
309         rcu_preempt_note_context_switch();
310         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
311                 rcu_momentary_dyntick_idle();
312         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
313 }
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
315
316 /*
317  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
318  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
319  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
320  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
321  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
322  * all RCU flavors.
323  */
324 void rcu_all_qs(void)
325 {
326         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
327                 rcu_momentary_dyntick_idle();
328         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
329 }
330 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
331
332 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
333 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
334 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
335
336 module_param(blimit, long, 0444);
337 module_param(qhimark, long, 0444);
338 module_param(qlowmark, long, 0444);
339
340 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
341 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
342
343 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
344 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
345
346 /*
347  * How long the grace period must be before we start recruiting
348  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
349  */
350 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
351 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
352
353 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
354                                   struct rcu_data *rdp);
355 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
356                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
357                                   unsigned long *maxj),
358                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
359 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
360 static int rcu_pending(void);
361
362 /*
363  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
364  */
365 unsigned long rcu_batches_started(void)
366 {
367         return rcu_state_p->gpnum;
368 }
369 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
370
371 /*
372  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
373  */
374 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
375 {
376         return rcu_sched_state.gpnum;
377 }
378 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
379
380 /*
381  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
382  */
383 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
384 {
385         return rcu_bh_state.gpnum;
386 }
387 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
388
389 /*
390  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
391  */
392 unsigned long rcu_batches_completed(void)
393 {
394         return rcu_state_p->completed;
395 }
396 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
397
398 /*
399  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
400  */
401 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
402 {
403         return rcu_sched_state.completed;
404 }
405 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
406
407 /*
408  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
409  */
410 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
411 {
412         return rcu_bh_state.completed;
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
415
416 /*
417  * Force a quiescent state.
418  */
419 void rcu_force_quiescent_state(void)
420 {
421         force_quiescent_state(rcu_state_p);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
424
425 /*
426  * Force a quiescent state for RCU BH.
427  */
428 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
429 {
430         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
431 }
432 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
433
434 /*
435  * Force a quiescent state for RCU-sched.
436  */
437 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
438 {
439         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
442
443 /*
444  * Show the state of the grace-period kthreads.
445  */
446 void show_rcu_gp_kthreads(void)
447 {
448         struct rcu_state *rsp;
449
450         for_each_rcu_flavor(rsp) {
451                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
452                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
453                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
454         }
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
457
458 /*
459  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
460  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
461  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
462  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
463  * store this state in rcutorture itself.
464  */
465 void rcutorture_record_test_transition(void)
466 {
467         rcutorture_testseq++;
468         rcutorture_vernum = 0;
469 }
470 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
471
472 /*
473  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
474  */
475 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
476                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
477 {
478         struct rcu_state *rsp = NULL;
479
480         switch (test_type) {
481         case RCU_FLAVOR:
482                 rsp = rcu_state_p;
483                 break;
484         case RCU_BH_FLAVOR:
485                 rsp = &rcu_bh_state;
486                 break;
487         case RCU_SCHED_FLAVOR:
488                 rsp = &rcu_sched_state;
489                 break;
490         default:
491                 break;
492         }
493         if (rsp != NULL) {
494                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
495                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
496                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
497                 return;
498         }
499         *flags = 0;
500         *gpnum = 0;
501         *completed = 0;
502 }
503 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
504
505 /*
506  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
507  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
508  * messages.
509  */
510 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
511 {
512         rcutorture_vernum++;
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
515
516 /*
517  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
518  */
519 static int
520 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
521 {
522         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
523                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
524 }
525
526 /*
527  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
528  */
529 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
530 {
531         return &rsp->node[0];
532 }
533
534 /*
535  * Is there any need for future grace periods?
536  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
537  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
538  */
539 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
540 {
541         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
542         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
543         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
544
545         return READ_ONCE(*fp);
546 }
547
548 /*
549  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
550  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
551  * normal callback registry.
552  */
553 static int
554 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
555 {
556         int i;
557
558         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
559                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
560         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
561                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
562         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
563                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
564         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
565                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
566         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
567                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
568                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
569                                  rdp->nxtcompleted[i]))
570                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
571         return 0; /* No grace period needed. */
572 }
573
574 /*
575  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
576  *
577  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
578  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
579  * The caller must have disabled interrupts.
580  */
581 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
582 {
583         struct rcu_state *rsp;
584         struct rcu_data *rdp;
585         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
586
587         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
588         if (!user && !is_idle_task(current)) {
589                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
590                         idle_task(smp_processor_id());
591
592                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
593                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
594                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
595                           current->pid, current->comm,
596                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
597         }
598         for_each_rcu_flavor(rsp) {
599                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
600                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
601         }
602         rcu_prepare_for_idle();
603         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
604         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
605         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
606         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
607         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
608         rcu_dynticks_task_enter();
609
610         /*
611          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
612          * in an RCU read-side critical section.
613          */
614         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
615                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
616         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
617                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
618         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
619                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
620 }
621
622 /*
623  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
624  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
625  */
626 static void rcu_eqs_enter(bool user)
627 {
628         long long oldval;
629         struct rcu_dynticks *rdtp;
630
631         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
632         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
633         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
634         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
635                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
636                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
637         } else {
638                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
639         }
640 }
641
642 /**
643  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
644  *
645  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
646  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
647  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
648  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
649  *
650  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
651  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
652  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
653  */
654 void rcu_idle_enter(void)
655 {
656         unsigned long flags;
657
658         local_irq_save(flags);
659         rcu_eqs_enter(false);
660         rcu_sysidle_enter(0);
661         local_irq_restore(flags);
662 }
663 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
664
665 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
666 /**
667  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
668  *
669  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
670  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
671  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
672  * when the CPU runs in userspace.
673  */
674 void rcu_user_enter(void)
675 {
676         rcu_eqs_enter(1);
677 }
678 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
679
680 /**
681  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
682  *
683  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
684  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
685  * sections can occur.
686  *
687  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
688  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
689  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
690  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
691  *
692  * Use things like work queues to work around this limitation.
693  *
694  * You have been warned.
695  */
696 void rcu_irq_exit(void)
697 {
698         unsigned long flags;
699         long long oldval;
700         struct rcu_dynticks *rdtp;
701
702         local_irq_save(flags);
703         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
704         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
705         rdtp->dynticks_nesting--;
706         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
707         if (rdtp->dynticks_nesting)
708                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
709         else
710                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
711         rcu_sysidle_enter(1);
712         local_irq_restore(flags);
713 }
714
715 /*
716  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
717  *
718  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
719  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
720  * The caller must have disabled interrupts.
721  */
722 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
723 {
724         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
725
726         rcu_dynticks_task_exit();
727         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
728         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
729         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
730         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
731         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
732         rcu_cleanup_after_idle();
733         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
734         if (!user && !is_idle_task(current)) {
735                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
736                         idle_task(smp_processor_id());
737
738                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
739                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
740                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
741                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
742                           current->pid, current->comm,
743                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
744         }
745 }
746
747 /*
748  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
749  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
750  */
751 static void rcu_eqs_exit(bool user)
752 {
753         struct rcu_dynticks *rdtp;
754         long long oldval;
755
756         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
757         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
758         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
759         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
760                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
761         } else {
762                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
763                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
764         }
765 }
766
767 /**
768  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
769  *
770  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
771  * read-side critical sections can occur.
772  *
773  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
774  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
775  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
776  * now starting.
777  */
778 void rcu_idle_exit(void)
779 {
780         unsigned long flags;
781
782         local_irq_save(flags);
783         rcu_eqs_exit(false);
784         rcu_sysidle_exit(0);
785         local_irq_restore(flags);
786 }
787 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
788
789 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
790 /**
791  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
792  *
793  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
794  * run a RCU read side critical section anytime.
795  */
796 void rcu_user_exit(void)
797 {
798         rcu_eqs_exit(1);
799 }
800 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
801
802 /**
803  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
804  *
805  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
806  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
807  * sections can occur.
808  *
809  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
810  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
811  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
812  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
813  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
814  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
815  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
816  *
817  * Use things like work queues to work around this limitation.
818  *
819  * You have been warned.
820  */
821 void rcu_irq_enter(void)
822 {
823         unsigned long flags;
824         struct rcu_dynticks *rdtp;
825         long long oldval;
826
827         local_irq_save(flags);
828         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
829         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
830         rdtp->dynticks_nesting++;
831         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
832         if (oldval)
833                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
834         else
835                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
836         rcu_sysidle_exit(1);
837         local_irq_restore(flags);
838 }
839
840 /**
841  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
842  *
843  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
844  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
845  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
846  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
847  * run out of stack space first.)
848  */
849 void rcu_nmi_enter(void)
850 {
851         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
852         int incby = 2;
853
854         /* Complain about underflow. */
855         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
856
857         /*
858          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
859          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
860          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
861          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
862          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
863          * period (observation due to Andy Lutomirski).
864          */
865         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
866                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
867                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
868                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
869                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
870                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
871                 incby = 1;
872         }
873         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
874         barrier();
875 }
876
877 /**
878  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
879  *
880  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
881  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
882  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
883  * being RCU-idle.
884  */
885 void rcu_nmi_exit(void)
886 {
887         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
888
889         /*
890          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
891          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
892          * to us!)
893          */
894         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
895         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
896
897         /*
898          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
899          * leave it in non-RCU-idle state.
900          */
901         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
902                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
903                 return;
904         }
905
906         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
907         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
908         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
909         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
910         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
911         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
912         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
913 }
914
915 /**
916  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
917  *
918  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
919  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
920  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
921  * least disabled preemption.
922  */
923 bool notrace __rcu_is_watching(void)
924 {
925         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
926 }
927
928 /**
929  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
930  *
931  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
932  * or NMI handler, return true.
933  */
934 bool notrace rcu_is_watching(void)
935 {
936         bool ret;
937
938         preempt_disable();
939         ret = __rcu_is_watching();
940         preempt_enable();
941         return ret;
942 }
943 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
944
945 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
946
947 /*
948  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
949  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
950  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
951  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
952  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
953  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
954  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
955  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
956  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
957  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
958  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
959  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
960  * notifiers.
961  *
962  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
963  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
964  *
965  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
966  * errors from NMI handlers anyway.
967  */
968 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
969 {
970         struct rcu_data *rdp;
971         struct rcu_node *rnp;
972         bool ret;
973
974         if (in_nmi())
975                 return true;
976         preempt_disable();
977         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
978         rnp = rdp->mynode;
979         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
980               !rcu_scheduler_fully_active;
981         preempt_enable();
982         return ret;
983 }
984 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
985
986 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
987
988 /**
989  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
990  *
991  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
992  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
993  * disabled preemption.
994  */
995 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
996 {
997         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
998 }
999
1000 /*
1001  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1002  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1003  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1004  */
1005 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1006                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1007 {
1008         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1009         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1010         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1011                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1012                 return 1;
1013         } else {
1014                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1015                                  rdp->mynode->gpnum))
1016                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1017                 return 0;
1018         }
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1023  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1024  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1025  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1026  */
1027 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1028                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1029 {
1030         unsigned int curr;
1031         int *rcrmp;
1032         unsigned int snap;
1033
1034         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1035         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1036
1037         /*
1038          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1039          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1040          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1041          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1042          * read-side critical section that started before the beginning
1043          * of the current RCU grace period.
1044          */
1045         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1046                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1047                 rdp->dynticks_fqs++;
1048                 return 1;
1049         }
1050
1051         /*
1052          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1053          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1054          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1055          * quiescent state.
1056          *
1057          * The reason for insisting that the grace period be at least
1058          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1059          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1060          * sections.
1061          */
1062         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1063                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1064         barrier();
1065         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1066                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1067                 rdp->offline_fqs++;
1068                 return 1;
1069         }
1070
1071         /*
1072          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1073          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1074          * even context-switching back and forth between a pair of
1075          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1076          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1077          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1078          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1079          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1080          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1081          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1082          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1083          * there are at most four threads involved, and because the
1084          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1085          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1086          * quite low.
1087          *
1088          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1089          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1090          * warning delay.
1091          */
1092         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1093         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1094                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1095             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1096                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1097                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1098                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1099                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1100                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1101                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1102                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1103                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1104                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1105                         /* Time to beat on that CPU again! */
1106                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1107                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1108                 }
1109         }
1110
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1115 {
1116         unsigned long j = jiffies;
1117         unsigned long j1;
1118
1119         rsp->gp_start = j;
1120         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1121         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1122         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1123         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1124         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1129  */
1130 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1131 {
1132         unsigned long gpa;
1133         unsigned long j;
1134
1135         j = jiffies;
1136         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1137         if (j - gpa > 2 * HZ)
1138                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies!\n",
1139                        rsp->name, j - gpa);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1144  */
1145 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1146 {
1147         int cpu;
1148         unsigned long flags;
1149         struct rcu_node *rnp;
1150
1151         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1152                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1153                 if (rnp->qsmask != 0) {
1154                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1155                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1156                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1157                 }
1158                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1159         }
1160 }
1161
1162 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1163 {
1164         int cpu;
1165         long delta;
1166         unsigned long flags;
1167         unsigned long gpa;
1168         unsigned long j;
1169         int ndetected = 0;
1170         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1171         long totqlen = 0;
1172
1173         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1174
1175         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1176         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1177         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1178                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1179                 return;
1180         }
1181         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1182                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1183         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1184
1185         /*
1186          * OK, time to rat on our buddy...
1187          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1188          * RCU CPU stall warnings.
1189          */
1190         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1191                rsp->name);
1192         print_cpu_stall_info_begin();
1193         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1194                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1195                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1196                 if (rnp->qsmask != 0) {
1197                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1198                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1199                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1200                                                              rnp->grplo + cpu);
1201                                         ndetected++;
1202                                 }
1203                 }
1204                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1205         }
1206
1207         print_cpu_stall_info_end();
1208         for_each_possible_cpu(cpu)
1209                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1210         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1211                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1212                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1213         if (ndetected) {
1214                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1215         } else {
1216                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1217                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1218                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1219                 } else {
1220                         j = jiffies;
1221                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1222                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1223                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1224                                jiffies_till_next_fqs,
1225                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1226                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1227                         sched_show_task(current);
1228                 }
1229         }
1230
1231         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1232         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1233
1234         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1235
1236         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1237 }
1238
1239 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1240 {
1241         int cpu;
1242         unsigned long flags;
1243         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1244         long totqlen = 0;
1245
1246         /*
1247          * OK, time to rat on ourselves...
1248          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1249          * RCU CPU stall warnings.
1250          */
1251         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1252         print_cpu_stall_info_begin();
1253         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1254         print_cpu_stall_info_end();
1255         for_each_possible_cpu(cpu)
1256                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1257         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1258                 jiffies - rsp->gp_start,
1259                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1260
1261         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1262
1263         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1264
1265         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1266         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1267                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1268                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1269         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1270
1271         /*
1272          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1273          *
1274          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1275          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1276          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1277          */
1278         resched_cpu(smp_processor_id());
1279 }
1280
1281 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1282 {
1283         unsigned long completed;
1284         unsigned long gpnum;
1285         unsigned long gps;
1286         unsigned long j;
1287         unsigned long js;
1288         struct rcu_node *rnp;
1289
1290         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1291                 return;
1292         j = jiffies;
1293
1294         /*
1295          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1296          *
1297          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1298          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1299          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1300          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1301          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1302          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1303          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1304          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1305          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1306          * from rsp->gpnum.
1307          *
1308          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1309          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1310          */
1311         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1312         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1313         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1314         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1315         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1316         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1317         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1318         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1319             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1320             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1321                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1322         rnp = rdp->mynode;
1323         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1324             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1325
1326                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1327                 print_cpu_stall(rsp);
1328
1329         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1330                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1331
1332                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1333                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1334         }
1335 }
1336
1337 /**
1338  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1339  *
1340  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1341  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1342  * RCU grace periods.
1343  *
1344  * The caller must disable hard irqs.
1345  */
1346 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1347 {
1348         struct rcu_state *rsp;
1349
1350         for_each_rcu_flavor(rsp)
1351                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1356  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1357  * no-callbacks CPUs.
1358  */
1359 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1360 {
1361         int i;
1362
1363         rdp->nxtlist = NULL;
1364         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1365                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1370  */
1371 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1372 {
1373         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1374                 return;
1375         init_default_callback_list(rdp);
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1380  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1381  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1382  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1383  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1384  *
1385  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1386  */
1387 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1388                                        struct rcu_node *rnp)
1389 {
1390         /*
1391          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1392          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1393          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1394          * period might have started, but just not yet gotten around
1395          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1396          */
1397         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1398                 return rnp->completed + 1;
1399
1400         /*
1401          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1402          * then the subsequent full grace period.
1403          */
1404         return rnp->completed + 2;
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1409  * rcu_nocb_wait_gp().
1410  */
1411 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1412                                 unsigned long c, const char *s)
1413 {
1414         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1415                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1416                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1421  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1422  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1423  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1424  *
1425  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1426  */
1427 static bool __maybe_unused
1428 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1429                     unsigned long *c_out)
1430 {
1431         unsigned long c;
1432         int i;
1433         bool ret = false;
1434         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1435
1436         /*
1437          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1438          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1439          */
1440         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1441         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1442         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1443                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1444                 goto out;
1445         }
1446
1447         /*
1448          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1449          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1450          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1451          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1452          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1453          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1454          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1455          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1456          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1457          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1458          * doing some extra useless work.
1459          */
1460         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1461             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1462                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1463                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1464                 goto out;
1465         }
1466
1467         /*
1468          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1469          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1470          * start one (if needed).
1471          */
1472         if (rnp != rnp_root) {
1473                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1474                 smp_mb__after_unlock_lock();
1475         }
1476
1477         /*
1478          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1479          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1480          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1481          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1482          */
1483         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1484         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1485                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1486                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1487
1488         /*
1489          * If the needed for the required grace period is already
1490          * recorded, trace and leave.
1491          */
1492         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1493                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1494                 goto unlock_out;
1495         }
1496
1497         /* Record the need for the future grace period. */
1498         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1499
1500         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1501         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1502                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1503         } else {
1504                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1505                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1506         }
1507 unlock_out:
1508         if (rnp != rnp_root)
1509                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1510 out:
1511         if (c_out != NULL)
1512                 *c_out = c;
1513         return ret;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1518  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1519  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1520  * waiting for this grace period to complete.
1521  */
1522 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1523 {
1524         int c = rnp->completed;
1525         int needmore;
1526         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1527
1528         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1529         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1530         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1531         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1532                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1533         return needmore;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1538  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1539  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1540  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1541  * a kthread that has not yet been created.
1542  */
1543 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1544 {
1545         if (current == rsp->gp_kthread ||
1546             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1547             !rsp->gp_kthread)
1548                 return;
1549         wake_up(&rsp->gp_wq);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1554  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1555  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1556  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1557  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1558  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1559  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1560  * awaken the RCU grace-period kthread.
1561  *
1562  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1563  */
1564 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1565                                struct rcu_data *rdp)
1566 {
1567         unsigned long c;
1568         int i;
1569         bool ret;
1570
1571         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1572         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1573                 return false;
1574
1575         /*
1576          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1577          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1578          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1579          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1580          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1581          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1582          *
1583          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1584          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1585          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1586          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1587          * been assigned a ->completed number.
1588          */
1589         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1590         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1591                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1592                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1593                         break;
1594
1595         /*
1596          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1597          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1598          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1599          * be grouped into.
1600          */
1601         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1602                 return false;
1603
1604         /*
1605          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1606          * full grace period and group them all in the sublist initially
1607          * indexed by "i".
1608          */
1609         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1610                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1611                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1612         }
1613         /* Record any needed additional grace periods. */
1614         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1615
1616         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1617         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1618                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1619         else
1620                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1626  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1627  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1628  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1629  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1630  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1631  *
1632  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1633  */
1634 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1635                             struct rcu_data *rdp)
1636 {
1637         int i, j;
1638
1639         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1640         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1641                 return false;
1642
1643         /*
1644          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1645          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1646          */
1647         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1648                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1649                         break;
1650                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1651         }
1652         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1653         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1654                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1655
1656         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1657         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1658                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1659                         break;
1660                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1661                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1662         }
1663
1664         /* Classify any remaining callbacks. */
1665         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1670  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1671  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1672  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1673  */
1674 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1675                               struct rcu_data *rdp)
1676 {
1677         bool ret;
1678
1679         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1680         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1681             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1682
1683                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1684                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1685
1686         } else {
1687
1688                 /* Advance callbacks. */
1689                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1690
1691                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1692                 rdp->completed = rnp->completed;
1693                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1694         }
1695
1696         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1697                 /*
1698                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1699                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1700                  * go looking for one.
1701                  */
1702                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1703                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1704                 rdp->passed_quiesce = 0;
1705                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1706                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1707                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1708                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1709         }
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1714 {
1715         unsigned long flags;
1716         bool needwake;
1717         struct rcu_node *rnp;
1718
1719         local_irq_save(flags);
1720         rnp = rdp->mynode;
1721         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1722              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1723              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1724             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1725                 local_irq_restore(flags);
1726                 return;
1727         }
1728         smp_mb__after_unlock_lock();
1729         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1730         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1731         if (needwake)
1732                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1737  */
1738 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1739 {
1740         unsigned long oldmask;
1741         struct rcu_data *rdp;
1742         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1743
1744         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1745         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1746         smp_mb__after_unlock_lock();
1747         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1748                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1749                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1750                 return 0;
1751         }
1752         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1753
1754         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1755                 /*
1756                  * Grace period already in progress, don't start another.
1757                  * Not supposed to be able to happen.
1758                  */
1759                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1760                 return 0;
1761         }
1762
1763         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1764         record_gp_stall_check_time(rsp);
1765         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1766         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1767         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1768         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1769
1770         /*
1771          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1772          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1773          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1774          * will handle subsequent offline CPUs.
1775          */
1776         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1777                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1778                 smp_mb__after_unlock_lock();
1779                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1780                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1781                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1782                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1783                         continue;
1784                 }
1785
1786                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1787                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1788                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1789
1790                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1791                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1792                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1793                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1794                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1795                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1796                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1797                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1798                 }
1799
1800                 /*
1801                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1802                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1803                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1804                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1805                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1806                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1807                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1808                  */
1809                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1810                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1811                      rnp->qsmaskinit)) {
1812                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1813                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1814                 }
1815
1816                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1817         }
1818
1819         /*
1820          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1821          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1822          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1823          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1824          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1825          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1826          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1827          * CPU-hotplug operations.
1828          *
1829          * The grace period cannot complete until the initialization
1830          * process finishes, because this kthread handles both.
1831          */
1832         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1833                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1834                 smp_mb__after_unlock_lock();
1835                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1836                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1837                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1838                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1839                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1840                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1841                 if (rnp == rdp->mynode)
1842                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1843                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1844                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1845                                             rnp->level, rnp->grplo,
1846                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1847                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1848                 cond_resched_rcu_qs();
1849                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1850                 if (gp_init_delay > 0 &&
1851                     !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD)))
1852                         schedule_timeout_uninterruptible(gp_init_delay);
1853         }
1854
1855         return 1;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Do one round of quiescent-state forcing.
1860  */
1861 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1862 {
1863         int fqs_state = fqs_state_in;
1864         bool isidle = false;
1865         unsigned long maxj;
1866         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1867
1868         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1869         rsp->n_force_qs++;
1870         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1871                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1872                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1873                         isidle = true;
1874                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1875                 }
1876                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1877                              &isidle, &maxj);
1878                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1879                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1880         } else {
1881                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1882                 isidle = true;
1883                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1884         }
1885         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1886         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1887                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1888                 smp_mb__after_unlock_lock();
1889                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1890                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1891                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1892         }
1893         return fqs_state;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Clean up after the old grace period.
1898  */
1899 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1900 {
1901         unsigned long gp_duration;
1902         bool needgp = false;
1903         int nocb = 0;
1904         struct rcu_data *rdp;
1905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1906
1907         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1908         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1909         smp_mb__after_unlock_lock();
1910         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1911         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1912                 rsp->gp_max = gp_duration;
1913
1914         /*
1915          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1916          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1917          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1918          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1919          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1920          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1921          */
1922         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1923
1924         /*
1925          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1926          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1927          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1928          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1929          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1930          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1931          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1932          */
1933         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1934                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1935                 smp_mb__after_unlock_lock();
1936                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1937                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1938                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
1939                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1940                 if (rnp == rdp->mynode)
1941                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1942                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1943                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1944                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1945                 cond_resched_rcu_qs();
1946                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1947         }
1948         rnp = rcu_get_root(rsp);
1949         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1950         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1951         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1952
1953         /* Declare grace period done. */
1954         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
1955         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1956         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1957         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1958         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1959         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1960         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1961                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1962                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1963                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
1964                                        TPS("newreq"));
1965         }
1966         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Body of kthread that handles grace periods.
1971  */
1972 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1973 {
1974         int fqs_state;
1975         int gf;
1976         unsigned long j;
1977         int ret;
1978         struct rcu_state *rsp = arg;
1979         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1980
1981         rcu_bind_gp_kthread();
1982         for (;;) {
1983
1984                 /* Handle grace-period start. */
1985                 for (;;) {
1986                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1987                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
1988                                                TPS("reqwait"));
1989                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1990                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1991                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
1992                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1993                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1994                         if (rcu_gp_init(rsp))
1995                                 break;
1996                         cond_resched_rcu_qs();
1997                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1998                         WARN_ON(signal_pending(current));
1999                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2000                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2001                                                TPS("reqwaitsig"));
2002                 }
2003
2004                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2005                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
2006                 j = jiffies_till_first_fqs;
2007                 if (j > HZ) {
2008                         j = HZ;
2009                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2010                 }
2011                 ret = 0;
2012                 for (;;) {
2013                         if (!ret)
2014                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2015                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2016                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2017                                                TPS("fqswait"));
2018                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2019                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2020                                         ((gf = READ_ONCE(rsp->gp_flags)) &
2021                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2022                                         (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2023                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
2024                                         j);
2025                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2026                         /* If grace period done, leave loop. */
2027                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2028                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2029                                 break;
2030                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2031                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2032                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2033                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2034                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2035                                                        TPS("fqsstart"));
2036                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
2037                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2038                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2039                                                        TPS("fqsend"));
2040                                 cond_resched_rcu_qs();
2041                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2042                         } else {
2043                                 /* Deal with stray signal. */
2044                                 cond_resched_rcu_qs();
2045                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2046                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2047                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2048                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2049                                                        TPS("fqswaitsig"));
2050                         }
2051                         j = jiffies_till_next_fqs;
2052                         if (j > HZ) {
2053                                 j = HZ;
2054                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2055                         } else if (j < 1) {
2056                                 j = 1;
2057                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2058                         }
2059                 }
2060
2061                 /* Handle grace-period end. */
2062                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2063         }
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2068  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2069  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2070  *
2071  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2072  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2073  * quiescent state.
2074  *
2075  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2076  */
2077 static bool
2078 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2079                       struct rcu_data *rdp)
2080 {
2081         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2082                 /*
2083                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2084                  * task, this CPU does not need another grace period,
2085                  * or a grace period is already in progress.
2086                  * Either way, don't start a new grace period.
2087                  */
2088                 return false;
2089         }
2090         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2091         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2092                                TPS("newreq"));
2093
2094         /*
2095          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2096          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2097          * the wakeup to our caller.
2098          */
2099         return true;
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2104  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2105  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2106  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2107  * that is encountered beforehand.
2108  *
2109  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2110  */
2111 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2112 {
2113         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2114         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2115         bool ret = false;
2116
2117         /*
2118          * If there is no grace period in progress right now, any
2119          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2120          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2121          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2122          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2123          * then start the grace period!
2124          */
2125         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2126         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2127         return ret;
2128 }
2129
2130 /*
2131  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2132  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2133  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2134  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2135  * is released before return.
2136  */
2137 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2138         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2139 {
2140         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2141         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2142         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2147  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2148  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2149  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2150  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2151  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2152  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2153  * must be held upon entry, and it is released before return.
2154  */
2155 static void
2156 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2157                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2158         __releases(rnp->lock)
2159 {
2160         unsigned long oldmask = 0;
2161         struct rcu_node *rnp_c;
2162
2163         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2164         for (;;) {
2165                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2166
2167                         /*
2168                          * Our bit has already been cleared, or the
2169                          * relevant grace period is already over, so done.
2170                          */
2171                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2172                         return;
2173                 }
2174                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2175                 rnp->qsmask &= ~mask;
2176                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2177                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2178                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2179                                                  !!rnp->gp_tasks);
2180                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2181
2182                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2183                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2184                         return;
2185                 }
2186                 mask = rnp->grpmask;
2187                 if (rnp->parent == NULL) {
2188
2189                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2190
2191                         break;
2192                 }
2193                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2194                 rnp_c = rnp;
2195                 rnp = rnp->parent;
2196                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2197                 smp_mb__after_unlock_lock();
2198                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2199         }
2200
2201         /*
2202          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2203          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2204          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2205          */
2206         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2211  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2212  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2213  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2214  * disabled.
2215  */
2216 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2217                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2218         __releases(rnp->lock)
2219 {
2220         unsigned long gps;
2221         unsigned long mask;
2222         struct rcu_node *rnp_p;
2223
2224         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2225             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2226                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2227                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2228         }
2229
2230         rnp_p = rnp->parent;
2231         if (rnp_p == NULL) {
2232                 /*
2233                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2234                  * try to report up to its nonexistent parent!
2235                  */
2236                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2237                 return;
2238         }
2239
2240         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2241         gps = rnp->gpnum;
2242         mask = rnp->grpmask;
2243         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2244         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2245         smp_mb__after_unlock_lock();
2246         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2251  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2252  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2253  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2254  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2255  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2256  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2257  */
2258 static void
2259 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2260 {
2261         unsigned long flags;
2262         unsigned long mask;
2263         bool needwake;
2264         struct rcu_node *rnp;
2265
2266         rnp = rdp->mynode;
2267         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2268         smp_mb__after_unlock_lock();
2269         if ((rdp->passed_quiesce == 0 &&
2270              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2271             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2272             rdp->gpwrap) {
2273
2274                 /*
2275                  * The grace period in which this quiescent state was
2276                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2277                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2278                  * within the current grace period.
2279                  */
2280                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2281                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2282                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2283                 return;
2284         }
2285         mask = rdp->grpmask;
2286         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2287                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2288         } else {
2289                 rdp->qs_pending = 0;
2290
2291                 /*
2292                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2293                  * callbacks can be processed during the next GP.
2294                  */
2295                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2296
2297                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2298                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2299                 if (needwake)
2300                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2301         }
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2306  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2307  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2308  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2309  */
2310 static void
2311 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2312 {
2313         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2314         note_gp_changes(rsp, rdp);
2315
2316         /*
2317          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2318          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2319          */
2320         if (!rdp->qs_pending)
2321                 return;
2322
2323         /*
2324          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2325          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2326          */
2327         if (!rdp->passed_quiesce &&
2328             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2329                 return;
2330
2331         /*
2332          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2333          * judge of that).
2334          */
2335         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2336 }
2337
2338 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2339
2340 /*
2341  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2342  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2343  * ->orphan_lock.
2344  */
2345 static void
2346 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2347                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2348 {
2349         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2350         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2351                 return;
2352
2353         /*
2354          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2355          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2356          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2357          */
2358         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2359                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2360                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2361                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2362                 rdp->qlen_lazy = 0;
2363                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2364         }
2365
2366         /*
2367          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2368          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2369          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2370          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2371          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2372          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2373          * we just reset the whole thing later on.
2374          */
2375         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2376                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2377                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2378                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2379         }
2380
2381         /*
2382          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2383          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2384          * required to pass though another grace period: They are done.
2385          */
2386         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2387                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2388                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2393          * disallow further callbacks on this CPU.
2394          */
2395         init_callback_list(rdp);
2396         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2401  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2402  */
2403 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2404 {
2405         int i;
2406         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2407
2408         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2409         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2410                 return;
2411
2412         /* Do the accounting first. */
2413         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2414         rdp->qlen += rsp->qlen;
2415         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2416         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2417                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2418         rsp->qlen_lazy = 0;
2419         rsp->qlen = 0;
2420
2421         /*
2422          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2423          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2424          * we are the task doing the rcu_barrier().
2425          */
2426
2427         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2428         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2429                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2430                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2431                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2432                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2433                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2434                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2435                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2436         }
2437
2438         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2439         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2440                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2441                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2442                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2443                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2444         }
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2449  */
2450 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2451 {
2452         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2453         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2454         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2455
2456         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2457         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2458                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2459                                TPS("cpuofl"));
2460 }
2461
2462 /*
2463  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2464  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2465  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2466  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2467  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2468  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2469  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2470  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2471  * updated
2472  *
2473  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2474  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2475  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2476  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2477  * invoke it again.
2478  */
2479 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2480 {
2481         long mask;
2482         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2483
2484         if (rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2485                 return;
2486         for (;;) {
2487                 mask = rnp->grpmask;
2488                 rnp = rnp->parent;
2489                 if (!rnp)
2490                         break;
2491                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2492                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2493                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2494                 rnp->qsmask &= ~mask;
2495                 if (rnp->qsmaskinit) {
2496                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2497                         return;
2498                 }
2499                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2500         }
2501 }
2502
2503 /*
2504  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2505  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2506  * bit masks.
2507  */
2508 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2509 {
2510         unsigned long flags;
2511         unsigned long mask;
2512         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2513         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2514
2515         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2516         mask = rdp->grpmask;
2517         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2518         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2519         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2520         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2521 }
2522
2523 /*
2524  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2525  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2526  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2527  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2528  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2529  */
2530 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2531 {
2532         unsigned long flags;
2533         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2534         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2535
2536         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2537         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2538
2539         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2540         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2541         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2542         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2543         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2544
2545         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2546                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2547                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2548 }
2549
2550 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2551
2552 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2553 {
2554 }
2555
2556 static void __maybe_unused rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2557 {
2558 }
2559
2560 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2561 {
2562 }
2563
2564 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2565 {
2566 }
2567
2568 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2569
2570 /*
2571  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2572  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2573  */
2574 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2575 {
2576         unsigned long flags;
2577         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2578         long bl, count, count_lazy;
2579         int i;
2580
2581         /* If no callbacks are ready, just return. */
2582         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2583                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2584                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2585                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2586                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2587                 return;
2588         }
2589
2590         /*
2591          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2592          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2593          */
2594         local_irq_save(flags);
2595         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2596         bl = rdp->blimit;
2597         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2598         list = rdp->nxtlist;
2599         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2600         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2601         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2602         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2603                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2604                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2605         local_irq_restore(flags);
2606
2607         /* Invoke callbacks. */
2608         count = count_lazy = 0;
2609         while (list) {
2610                 next = list->next;
2611                 prefetch(next);
2612                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2613                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2614                         count_lazy++;
2615                 list = next;
2616                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2617                 if (++count >= bl &&
2618                     (need_resched() ||
2619                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2620                         break;
2621         }
2622
2623         local_irq_save(flags);
2624         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2625                             is_idle_task(current),
2626                             rcu_is_callbacks_kthread());
2627
2628         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2629         if (list != NULL) {
2630                 *tail = rdp->nxtlist;
2631                 rdp->nxtlist = list;
2632                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2633                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2634                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2635                         else
2636                                 break;
2637         }
2638         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2639         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2640         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2641         rdp->n_cbs_invoked += count;
2642
2643         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2644         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2645                 rdp->blimit = blimit;
2646
2647         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2648         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2649                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2650                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2651         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2652                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2653         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2654
2655         local_irq_restore(flags);
2656
2657         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2658         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2659                 invoke_rcu_core();
2660 }
2661
2662 /*
2663  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2664  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2665  * Also schedule RCU core processing.
2666  *
2667  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2668  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2669  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2670  */
2671 void rcu_check_callbacks(int user)
2672 {
2673         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2674         increment_cpu_stall_ticks();
2675         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2676
2677                 /*
2678                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2679                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2680                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2681                  * a quiescent state, so note it.
2682                  *
2683                  * No memory barrier is required here because both
2684                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2685                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2686                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2687                  */
2688
2689                 rcu_sched_qs();
2690                 rcu_bh_qs();
2691
2692         } else if (!in_softirq()) {
2693
2694                 /*
2695                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2696                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2697                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2698                  * critical section, so note it.
2699                  */
2700
2701                 rcu_bh_qs();
2702         }
2703         rcu_preempt_check_callbacks();
2704         if (rcu_pending())
2705                 invoke_rcu_core();
2706         if (user)
2707                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2708         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2713  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2714  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2715  *
2716  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2717  */
2718 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2719                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2720                                   unsigned long *maxj),
2721                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2722 {
2723         unsigned long bit;
2724         int cpu;
2725         unsigned long flags;
2726         unsigned long mask;
2727         struct rcu_node *rnp;
2728
2729         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2730                 cond_resched_rcu_qs();
2731                 mask = 0;
2732                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2733                 smp_mb__after_unlock_lock();
2734                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2735                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2736                         return;
2737                 }
2738                 if (rnp->qsmask == 0) {
2739                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2740                             rsp != rcu_state_p ||
2741                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2742                                 /*
2743                                  * No point in scanning bits because they
2744                                  * are all zero.  But we might need to
2745                                  * priority-boost blocked readers.
2746                                  */
2747                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2748                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2749                                 continue;
2750                         }
2751                         if (rnp->parent &&
2752                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2753                                 /*
2754                                  * Race between grace-period
2755                                  * initialization and task exiting RCU
2756                                  * read-side critical section: Report.
2757                                  */
2758                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2759                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2760                                 continue;
2761                         }
2762                 }
2763                 cpu = rnp->grplo;
2764                 bit = 1;
2765                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2766                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2767                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) == 0)
2768                                         *isidle = false; /* Pending hotplug. */
2769                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2770                                         mask |= bit;
2771                         }
2772                 }
2773                 if (mask != 0) {
2774                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2775                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2776                 } else {
2777                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2778                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2779                 }
2780         }
2781 }
2782
2783 /*
2784  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2785  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2786  */
2787 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2788 {
2789         unsigned long flags;
2790         bool ret;
2791         struct rcu_node *rnp;
2792         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2793
2794         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2795         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2796         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2797                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2798                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2799                 if (rnp_old != NULL)
2800                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2801                 if (ret) {
2802                         rsp->n_force_qs_lh++;
2803                         return;
2804                 }
2805                 rnp_old = rnp;
2806         }
2807         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2808
2809         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2810         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2811         smp_mb__after_unlock_lock();
2812         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2813         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2814                 rsp->n_force_qs_lh++;
2815                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2816                 return;  /* Someone beat us to it. */
2817         }
2818         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2819         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2820         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2821 }
2822
2823 /*
2824  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2825  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2826  * whom the rdp belongs.
2827  */
2828 static void
2829 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2830 {
2831         unsigned long flags;
2832         bool needwake;
2833         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2834
2835         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2836
2837         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2838         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2839
2840         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2841         local_irq_save(flags);
2842         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2843                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2844                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2845                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2846                 if (needwake)
2847                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2848         } else {
2849                 local_irq_restore(flags);
2850         }
2851
2852         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2853         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2854                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2855
2856         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2857         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Do RCU core processing for the current CPU.
2862  */
2863 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2864 {
2865         struct rcu_state *rsp;
2866
2867         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2868                 return;
2869         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2870         for_each_rcu_flavor(rsp)
2871                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2872         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2877  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2878  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2879  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2880  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2881  */
2882 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2883 {
2884         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2885                 return;
2886         if (likely(!rsp->boost)) {
2887                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2888                 return;
2889         }
2890         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2891 }
2892
2893 static void invoke_rcu_core(void)
2894 {
2895         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2896                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2901  */
2902 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2903                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2904 {
2905         bool needwake;
2906
2907         /*
2908          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2909          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2910          */
2911         if (!rcu_is_watching())
2912                 invoke_rcu_core();
2913
2914         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2915         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2916                 return;
2917
2918         /*
2919          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2920          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2921          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2922          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2923          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2924          */
2925         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2926
2927                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2928                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2929
2930                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2931                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2932                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2933
2934                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2935                         smp_mb__after_unlock_lock();
2936                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2937                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2938                         if (needwake)
2939                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2940                 } else {
2941                         /* Give the grace period a kick. */
2942                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2943                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2944                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2945                                 force_quiescent_state(rsp);
2946                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2947                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2948                 }
2949         }
2950 }
2951
2952 /*
2953  * RCU callback function to leak a callback.
2954  */
2955 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2956 {
2957 }
2958
2959 /*
2960  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2961  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2962  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2963  * is expected to specify a CPU.
2964  */
2965 static void
2966 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2967            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2968 {
2969         unsigned long flags;
2970         struct rcu_data *rdp;
2971
2972         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2973         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2974                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2975                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2976                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2977                 return;
2978         }
2979         head->func = func;
2980         head->next = NULL;
2981
2982         /*
2983          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2984          * Note that we might see a beginning right after we see an
2985          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2986          * a quiescent state betweentimes.
2987          */
2988         local_irq_save(flags);
2989         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2990
2991         /* Add the callback to our list. */
2992         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2993                 int offline;
2994
2995                 if (cpu != -1)
2996                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2997                 if (likely(rdp->mynode)) {
2998                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2999                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3000                         WARN_ON_ONCE(offline);
3001                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3002                         local_irq_restore(flags);
3003                         return;
3004                 }
3005                 /*
3006                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3007                  * and then drop through to queue the callback.
3008                  */
3009                 BUG_ON(cpu != -1);
3010                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3011                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3012                         init_default_callback_list(rdp);
3013         }
3014         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3015         if (lazy)
3016                 rdp->qlen_lazy++;
3017         else
3018                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3019         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3020         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3021         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3022
3023         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3024                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3025                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3026         else
3027                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3028
3029         /* Go handle any RCU core processing required. */
3030         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3031         local_irq_restore(flags);
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3036  */
3037 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3038 {
3039         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3040 }
3041 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3042
3043 /*
3044  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3045  */
3046 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3047 {
3048         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3049 }
3050 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3051
3052 /*
3053  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3054  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3055  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3056  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3057  * function may only be called from __kfree_rcu().
3058  */
3059 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3060                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3061 {
3062         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3063 }
3064 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3065
3066 /*
3067  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3068  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3069  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3070  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3071  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3072  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3073  * some overhead: RCU still operates correctly.
3074  */
3075 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3076 {
3077         int ret;
3078
3079         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3080         preempt_disable();
3081         ret = num_online_cpus() <= 1;
3082         preempt_enable();
3083         return ret;
3084 }
3085
3086 /**
3087  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3088  *
3089  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3090  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3091  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3092  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3093  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3094  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3095  * rcu_read_lock_sched().
3096  *
3097  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3098  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3099  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3100  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3101  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3102  *
3103  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3104  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3105  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3106  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3107  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3108  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3109  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3110  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3111  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3112  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3113  * that are executing in the kernel.
3114  *
3115  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3116  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3117  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3118  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3119  * again only if the system has more than one CPU).
3120  *
3121  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3122  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3123  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3124  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3125  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3126  */
3127 void synchronize_sched(void)
3128 {
3129         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
3130                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
3131                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3132                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3133         if (rcu_blocking_is_gp())
3134                 return;
3135         if (rcu_gp_is_expedited())
3136                 synchronize_sched_expedited();
3137         else
3138                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3139 }
3140 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3141
3142 /**
3143  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3144  *
3145  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3146  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3147  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3148  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3149  * and may be nested.
3150  *
3151  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3152  * on memory ordering guarantees.
3153  */
3154 void synchronize_rcu_bh(void)
3155 {
3156         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
3157                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
3158                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3159                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3160         if (rcu_blocking_is_gp())
3161                 return;
3162         if (rcu_gp_is_expedited())
3163                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3164         else
3165                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3168
3169 /**
3170  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3171  *
3172  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3173  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3174  * meantime.
3175  */
3176 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3177 {
3178         /*
3179          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3180          * before the load from ->gpnum.
3181          */
3182         smp_mb();  /* ^^^ */
3183
3184         /*
3185          * Make sure this load happens before the purportedly
3186          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3187          * and cond_synchronize_rcu().
3188          */
3189         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3190 }
3191 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3192
3193 /**
3194  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3195  *
3196  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3197  *
3198  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3199  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3200  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3201  *
3202  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3203  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3204  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3205  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3206  */
3207 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3208 {
3209         unsigned long newstate;
3210
3211         /*
3212          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3213          * actions the caller might carry out after we return.
3214          */
3215         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3216         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3217                 synchronize_rcu();
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3220
3221 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
3222 {
3223         /*
3224          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
3225          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
3226          * time that it returns.
3227          *
3228          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
3229          * above condition is already met when the control reaches
3230          * this point and the following smp_mb() is not strictly
3231          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
3232          * robustness against future implementation changes.
3233          */
3234         smp_mb(); /* See above comment block. */
3235         return 0;
3236 }
3237
3238 /**
3239  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3240  *
3241  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3242  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3243  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3244  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3245  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3246  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3247  * synchronize_sched() instead.
3248  *
3249  * This implementation can be thought of as an application of ticket
3250  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
3251  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
3252  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
3253  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
3254  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
3255  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
3256  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
3257  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
3258  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
3259  *
3260  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
3261  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
3262  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
3263  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
3264  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
3265  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
3266  * doing our work for us.
3267  *
3268  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
3269  */
3270 void synchronize_sched_expedited(void)
3271 {
3272         cpumask_var_t cm;
3273         bool cma = false;
3274         int cpu;
3275         long firstsnap, s, snap;
3276         int trycount = 0;
3277         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3278
3279         /*
3280          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
3281          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
3282          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
3283          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
3284          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
3285          * course be required on a 64-bit system.
3286          */
3287         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
3288                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
3289                          ULONG_MAX / 8)) {
3290                 synchronize_sched();
3291                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
3292                 return;
3293         }
3294
3295         /*
3296          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
3297          * full memory barrier.
3298          */
3299         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
3300         firstsnap = snap;
3301         if (!try_get_online_cpus()) {
3302                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3303                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3304                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3305                 return;
3306         }
3307         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3308
3309         /* Offline CPUs, idle CPUs, and any CPU we run on are quiescent. */
3310         cma = zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL);
3311         if (cma) {
3312                 cpumask_copy(cm, cpu_online_mask);
3313                 cpumask_clear_cpu(raw_smp_processor_id(), cm);
3314                 for_each_cpu(cpu, cm) {
3315                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3316
3317                         if (!(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3318                                 cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
3319                 }
3320                 if (cpumask_weight(cm) == 0)
3321                         goto all_cpus_idle;
3322         }
3323
3324         /*
3325          * Each pass through the following loop attempts to force a
3326          * context switch on each CPU.
3327          */
3328         while (try_stop_cpus(cma ? cm : cpu_online_mask,
3329                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3330                              NULL) == -EAGAIN) {
3331                 put_online_cpus();
3332                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3333
3334                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3335                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3336                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3337                         /* ensure test happens before caller kfree */
3338                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3339                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3340                         free_cpumask_var(cm);
3341                         return;
3342                 }
3343
3344                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3345                 if (trycount++ < 10) {
3346                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3347                 } else {
3348                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3349                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3350                         free_cpumask_var(cm);
3351                         return;
3352                 }
3353
3354                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3355                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3356                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3357                         /* ensure test happens before caller kfree */
3358                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3359                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3360                         free_cpumask_var(cm);
3361                         return;
3362                 }
3363
3364                 /*
3365                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3366                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3367                  * after they started, so our grace period works for them,
3368                  * and they started after our first try, so their grace
3369                  * period works for us.
3370                  */
3371                 if (!try_get_online_cpus()) {
3372                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3373                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3374                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3375                         free_cpumask_var(cm);
3376                         return;
3377                 }
3378                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3379                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3380         }
3381         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3382
3383 all_cpus_idle:
3384         free_cpumask_var(cm);
3385
3386         /*
3387          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3388          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3389          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3390          * than we did already did their update.
3391          */
3392         do {
3393                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3394                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3395                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3396                         /* ensure test happens before caller kfree */
3397                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3398                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3399                         break;
3400                 }
3401         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3402         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3403
3404         put_online_cpus();
3405 }
3406 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3407
3408 /*
3409  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3410  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3411  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3412  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3413  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3414  */
3415 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3416 {
3417         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3418
3419         rdp->n_rcu_pending++;
3420
3421         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3422         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3423
3424         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3425         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3426                 return 0;
3427
3428         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3429         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3430             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce &&
3431             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3432                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3433         } else if (rdp->qs_pending &&
3434                    (rdp->passed_quiesce ||
3435                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3436                 rdp->n_rp_report_qs++;
3437                 return 1;
3438         }
3439
3440         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3441         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3442                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3443                 return 1;
3444         }
3445
3446         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3447         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3448                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3449                 return 1;
3450         }
3451
3452         /* Has another RCU grace period completed?  */
3453         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3454                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3455                 return 1;
3456         }
3457
3458         /* Has a new RCU grace period started? */
3459         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3460             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3461                 rdp->n_rp_gp_started++;
3462                 return 1;
3463         }
3464
3465         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3466         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3467                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3468                 return 1;
3469         }
3470
3471         /* nothing to do */
3472         rdp->n_rp_need_nothing++;
3473         return 0;
3474 }
3475
3476 /*
3477  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3478  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3479  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3480  */
3481 static int rcu_pending(void)
3482 {
3483         struct rcu_state *rsp;
3484
3485         for_each_rcu_flavor(rsp)
3486                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3487                         return 1;
3488         return 0;
3489 }
3490
3491 /*
3492  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3493  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3494  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3495  */
3496 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3497 {
3498         bool al = true;
3499         bool hc = false;
3500         struct rcu_data *rdp;
3501         struct rcu_state *rsp;
3502
3503         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3504                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3505                 if (!rdp->nxtlist)
3506                         continue;
3507                 hc = true;
3508                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3509                         al = false;
3510                         break;
3511                 }
3512         }
3513         if (all_lazy)
3514                 *all_lazy = al;
3515         return hc;
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3520  * the compiler is expected to optimize this away.
3521  */
3522 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3523                                int cpu, unsigned long done)
3524 {
3525         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3526                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3527 }
3528
3529 /*
3530  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3531  * up the task executing _rcu_barrier().
3532  */
3533 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3534 {
3535         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3536         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3537
3538         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3539                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3540                 complete(&rsp->barrier_completion);
3541         } else {
3542                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3543         }
3544 }
3545
3546 /*
3547  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3548  */
3549 static void rcu_barrier_func(void *type)
3550 {
3551         struct rcu_state *rsp = type;
3552         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3553
3554         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3555         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3556         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3557 }
3558
3559 /*
3560  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3561  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3562  */
3563 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3564 {
3565         int cpu;
3566         struct rcu_data *rdp;
3567         unsigned long snap = READ_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3568         unsigned long snap_done;
3569
3570         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3571
3572         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3573         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3574
3575         /*
3576          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3577          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3578          */
3579         smp_mb();  /* See above block comment. */
3580
3581         /*
3582          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3583          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3584          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3585          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3586          */
3587         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3588         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3589
3590         /*
3591          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3592          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3593          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3594          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3595          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3596          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3597          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3598          * this for us (thank you, Linus!).
3599          */
3600         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3601                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3602                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3603                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3604                 return;
3605         }
3606
3607         /*
3608          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3609          * WRITE_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3610          * the increment to precede the early-exit check.
3611          */
3612         WRITE_ONCE(rsp->n_barrier_done, rsp->n_barrier_done + 1);
3613         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3614         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3615         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3616
3617         /*
3618          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3619          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3620          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3621          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3622          */
3623         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3624         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3625         get_online_cpus();
3626
3627         /*
3628          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3629          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3630          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3631          */
3632         for_each_possible_cpu(cpu) {
3633                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3634                         continue;
3635                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3636                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3637                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3638                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3639                                                    rsp->n_barrier_done);
3640                         } else {
3641                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3642                                                    rsp->n_barrier_done);
3643                                 smp_mb__before_atomic();
3644                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3645                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3646                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3647                         }
3648                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3649                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3650                                            rsp->n_barrier_done);
3651                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3652                 } else {
3653                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3654                                            rsp->n_barrier_done);
3655                 }
3656         }
3657         put_online_cpus();
3658
3659         /*
3660          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3661          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3662          */
3663         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3664                 complete(&rsp->barrier_completion);
3665
3666         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3667         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3668         WRITE_ONCE(rsp->n_barrier_done, rsp->n_barrier_done + 1);
3669         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3670         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3671         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3672
3673         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3674         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3675
3676         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3677         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3678 }
3679
3680 /**
3681  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3682  */
3683 void rcu_barrier_bh(void)
3684 {
3685         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3686 }
3687 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3688
3689 /**
3690  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3691  */
3692 void rcu_barrier_sched(void)
3693 {
3694         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3695 }
3696 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3697
3698 /*
3699  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3700  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3701  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3702  * disabled.
3703  */
3704 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3705 {
3706         long mask;
3707         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3708
3709         for (;;) {
3710                 mask = rnp->grpmask;
3711                 rnp = rnp->parent;
3712                 if (rnp == NULL)
3713                         return;
3714                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
3715                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3716                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
3717         }
3718 }
3719
3720 /*
3721  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3722  */
3723 static void __init
3724 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3725 {
3726         unsigned long flags;
3727         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3728         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3729
3730         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3731         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3732         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3733         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3734         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3735         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3736         rdp->cpu = cpu;
3737         rdp->rsp = rsp;
3738         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3739         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3740 }
3741
3742 /*
3743  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3744  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3745  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3746  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3747  */
3748 static void
3749 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3750 {
3751         unsigned long flags;
3752         unsigned long mask;
3753         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3754         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3755
3756         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3757         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3758         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3759         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3760         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3761         rdp->blimit = blimit;
3762         if (!rdp->nxtlist)
3763                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3764         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3765         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3766         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3767                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3768         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3769
3770         /*
3771          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3772          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3773          * of the next grace period.
3774          */
3775         rnp = rdp->mynode;
3776         mask = rdp->grpmask;
3777         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
3778         smp_mb__after_unlock_lock();
3779         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3780         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3781         rdp->completed = rnp->completed;
3782         rdp->passed_quiesce = false;
3783         rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
3784         rdp->qs_pending = false;
3785         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3786         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3787 }
3788
3789 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3790 {
3791         struct rcu_state *rsp;
3792
3793         for_each_rcu_flavor(rsp)
3794                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3795 }
3796
3797 /*
3798  * Handle CPU online/offline notification events.
3799  */
3800 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3801                    unsigned long action, void *hcpu)
3802 {
3803         long cpu = (long)hcpu;
3804         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3805         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3806         struct rcu_state *rsp;
3807
3808         switch (action) {
3809         case CPU_UP_PREPARE:
3810         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3811                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3812                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3813                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3814                 break;
3815         case CPU_ONLINE:
3816         case CPU_DOWN_FAILED:
3817                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3818                 break;
3819         case CPU_DOWN_PREPARE:
3820                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3821                 break;
3822         case CPU_DYING:
3823         case CPU_DYING_FROZEN:
3824                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3825                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3826                 break;
3827         case CPU_DYING_IDLE:
3828                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3829                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3830                 }
3831                 break;
3832         case CPU_DEAD:
3833         case CPU_DEAD_FROZEN:
3834         case CPU_UP_CANCELED:
3835         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3836                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3837                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3838                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3839                 }
3840                 break;
3841         default:
3842                 break;
3843         }
3844         return NOTIFY_OK;
3845 }
3846
3847 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3848                          unsigned long action, void *hcpu)
3849 {
3850         switch (action) {
3851         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3852         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3853                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3854                         rcu_expedite_gp();
3855                 break;
3856         case PM_POST_HIBERNATION:
3857         case PM_POST_SUSPEND:
3858                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3859                         rcu_unexpedite_gp();
3860                 break;
3861         default:
3862                 break;
3863         }
3864         return NOTIFY_OK;
3865 }
3866
3867 /*
3868  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3869  */
3870 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3871 {
3872         unsigned long flags;
3873         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3874         struct rcu_node *rnp;
3875         struct rcu_state *rsp;
3876         struct sched_param sp;
3877         struct task_struct *t;
3878
3879         /* Force priority into range. */
3880         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3881                 kthread_prio = 1;
3882         else if (kthread_prio < 0)
3883                 kthread_prio = 0;
3884         else if (kthread_prio > 99)
3885                 kthread_prio = 99;
3886         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3887                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3888                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3889
3890         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3891         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3892                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3893                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3894                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3895                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3896                 rsp->gp_kthread = t;
3897                 if (kthread_prio) {
3898                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3899                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3900                 }
3901                 wake_up_process(t);
3902                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3903         }
3904         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3905         rcu_spawn_boost_kthreads();
3906         return 0;
3907 }
3908 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3909
3910 /*
3911  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3912  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3913  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3914  * task is booting the system).  After this function is called, the
3915  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3916  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3917  */
3918 void rcu_scheduler_starting(void)
3919 {
3920         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3921         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3922         rcu_scheduler_active = 1;
3923 }
3924
3925 /*
3926  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3927  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3928  */
3929 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3930 {
3931         int i;
3932
3933         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT)) {
3934                 rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3935                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3936                         rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3937         } else {
3938                 int ccur;
3939                 int cprv;
3940
3941                 cprv = nr_cpu_ids;
3942                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3943                         ccur = rsp->levelcnt[i];
3944                         rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3945                         cprv = ccur;
3946                 }
3947         }
3948 }
3949
3950 /*
3951  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3952  */
3953 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3954                 struct rcu_data __percpu *rda)
3955 {
3956         static const char * const buf[] = {
3957                 "rcu_node_0",
3958                 "rcu_node_1",
3959                 "rcu_node_2",
3960                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3961         static const char * const fqs[] = {
3962                 "rcu_node_fqs_0",
3963                 "rcu_node_fqs_1",
3964                 "rcu_node_fqs_2",
3965                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3966         static u8 fl_mask = 0x1;
3967         int cpustride = 1;
3968         int i;
3969         int j;
3970         struct rcu_node *rnp;
3971
3972         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3973
3974         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3975         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3976                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3977
3978         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3979
3980         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3981                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3982         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3983                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3984         rcu_init_levelspread(rsp);
3985         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3986         fl_mask <<= 1;
3987
3988         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3989
3990         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3991                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3992                 rnp = rsp->level[i];
3993                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3994                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3995                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3996                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3997                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3998                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3999                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4000                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4001                         rnp->completed = rsp->completed;
4002                         rnp->qsmask = 0;
4003                         rnp->qsmaskinit = 0;
4004                         rnp->grplo = j * cpustride;
4005                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4006                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4007                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4008                         if (i == 0) {
4009                                 rnp->grpnum = 0;
4010                                 rnp->grpmask = 0;
4011                                 rnp->parent = NULL;
4012                         } else {
4013                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
4014                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4015                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4016                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
4017                         }
4018                         rnp->level = i;
4019                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4020                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4021                 }
4022         }
4023
4024         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4025         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4026         for_each_possible_cpu(i) {
4027                 while (i > rnp->grphi)
4028                         rnp++;
4029                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4030                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4031         }
4032         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4033 }
4034
4035 /*
4036  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4037  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4038  * the ->node array in the rcu_state structure.
4039  */
4040 static void __init rcu_init_geometry(void)
4041 {
4042         ulong d;
4043         int i;
4044         int j;
4045         int n = nr_cpu_ids;
4046         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
4047
4048         /*
4049          * Initialize any unspecified boot parameters.
4050          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4051          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4052          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4053          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4054          */
4055         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4056         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4057                 jiffies_till_first_fqs = d;
4058         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4059                 jiffies_till_next_fqs = d;
4060
4061         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4062         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
4063             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4064                 return;
4065         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4066                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4067
4068         /*
4069          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4070          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
4071          * some of the arithmetic easier.
4072          */
4073         rcu_capacity[0] = 1;
4074         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
4075         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
4076                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
4077
4078         /*
4079          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
4080          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
4081          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
4082          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
4083          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
4084          * compile-time values if these limits are exceeded.
4085          */
4086         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
4087             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
4088             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
4089                 WARN_ON(1);
4090                 return;
4091         }
4092
4093         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4094         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
4095                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
4096                         for (j = 0; j <= i; j++)
4097                                 num_rcu_lvl[j] =
4098                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
4099                         rcu_num_lvls = i;
4100                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
4101                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
4102                         break;
4103                 }
4104
4105         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4106         rcu_num_nodes = 0;
4107         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
4108                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4109         rcu_num_nodes -= n;
4110 }
4111
4112 void __init rcu_init(void)
4113 {
4114         int cpu;
4115
4116         rcu_early_boot_tests();
4117
4118         rcu_bootup_announce();
4119         rcu_init_geometry();
4120         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4121         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4122         __rcu_init_preempt();
4123         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4124
4125         /*
4126          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4127          * this is called early in boot, before either interrupts
4128          * or the scheduler are operational.
4129          */
4130         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4131         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4132         for_each_online_cpu(cpu)
4133                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4134 }
4135
4136 #include "tree_plugin.h"