]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge tag 'mfd-fixes-4.3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lee/mfd
[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/trace_events.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73 static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
74 static struct lock_class_key rcu_exp_sched_class[RCU_NUM_LVLS];
75
76 /*
77  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
78  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
79  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
80  * that points to the string being used, and this will allow
81  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
82  * address to the matching string.
83  */
84 #ifdef CONFIG_TRACING
85 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
86 static char sname##_varname[] = #sname; \
87 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
88 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
89 #else
90 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
91 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
92 #endif
93
94 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
95 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
96 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
97 struct rcu_state sname##_state = { \
98         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
99         .rda = &sname##_data, \
100         .call = cr, \
101         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
102         .gpnum = 0UL - 300UL, \
103         .completed = 0UL - 300UL, \
104         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
105         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
106         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
107         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
108         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
109         .abbr = sabbr, \
110 }
111
112 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
113 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
114
115 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
116 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p;
117 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
118
119 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
120 static bool dump_tree;
121 module_param(dump_tree, bool, 0444);
122 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
123 static bool rcu_fanout_exact;
124 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
125 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
126 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
127 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
128 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
129 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
130 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
131 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
132
133 /*
134  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
135  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
136  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
137  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
138  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
139  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
140  * positives from lockdep-RCU error checking.
141  */
142 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
143 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
144
145 /*
146  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
147  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
148  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
149  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
150  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
151  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
152  *
153  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
154  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
155  * a time.
156  */
157 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
158
159 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
162 static void invoke_rcu_core(void);
163 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
164
165 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
166 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
167 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
168 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
169 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
170 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
171 module_param(kthread_prio, int, 0644);
172
173 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
174
175 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
176 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
177 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
178 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
179 static const int gp_preinit_delay;
180 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
181
182 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
183 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
184 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
185 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
186 static const int gp_init_delay;
187 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
188
189 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
190 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
191 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
192 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
193 static const int gp_cleanup_delay;
194 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
195
196 /*
197  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
198  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
199  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
200  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
201  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
202  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
203  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
204  */
205 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
206
207 /*
208  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
209  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
210  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
211  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
212  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
213  * These variables enable correlating rcutorture output with the
214  * RCU tracing information.
215  */
216 unsigned long rcutorture_testseq;
217 unsigned long rcutorture_vernum;
218
219 /*
220  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
221  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
222  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
223  * in most contexts.
224  */
225 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
226 {
227         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
228 }
229
230 /*
231  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
232  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
233  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
234  */
235 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
236 {
237         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
238 }
239
240 /*
241  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
242  * how many quiescent states passed, just if there was at least
243  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
244  * The caller must have disabled preemption.
245  */
246 void rcu_sched_qs(void)
247 {
248         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
249                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
250                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
251                                        TPS("cpuqs"));
252                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
253         }
254 }
255
256 void rcu_bh_qs(void)
257 {
258         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
259                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
260                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
261                                        TPS("cpuqs"));
262                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
263         }
264 }
265
266 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
267
268 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
269         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
270         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
271 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
272         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
273         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
274 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
275 };
276
277 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
278 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
279
280 /*
281  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
282  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
283  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
284  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
285  * this CPU might (or might not) do in the near future.
286  *
287  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
288  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
289  * by two.
290  */
291 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
292 {
293         unsigned long flags;
294         struct rcu_data *rdp;
295         struct rcu_dynticks *rdtp;
296         int resched_mask;
297         struct rcu_state *rsp;
298
299         local_irq_save(flags);
300
301         /*
302          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
303          * the flag will be set again after some delay.
304          */
305         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
306         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
307
308         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
309         for_each_rcu_flavor(rsp) {
310                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
311                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
312                         continue;
313                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
314                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
315                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
316                         continue;
317
318                 /*
319                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
320                  * This allows the grace-period kthread to record the
321                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
322                  * further.
323                  */
324                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
325                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
326                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
327                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
328                 break;
329         }
330         local_irq_restore(flags);
331 }
332
333 /*
334  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
335  * and requires special handling for preemptible RCU.
336  * The caller must have disabled preemption.
337  */
338 void rcu_note_context_switch(void)
339 {
340         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
341         rcu_sched_qs();
342         rcu_preempt_note_context_switch();
343         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
344                 rcu_momentary_dyntick_idle();
345         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
348
349 /*
350  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
351  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
352  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
353  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
354  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
355  * all RCU flavors.
356  */
357 void rcu_all_qs(void)
358 {
359         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
360                 rcu_momentary_dyntick_idle();
361         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
362 }
363 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
364
365 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
366 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
367 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
368
369 module_param(blimit, long, 0444);
370 module_param(qhimark, long, 0444);
371 module_param(qlowmark, long, 0444);
372
373 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
374 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
375
376 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
377 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
378
379 /*
380  * How long the grace period must be before we start recruiting
381  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
382  */
383 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
384 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
385
386 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
387                                   struct rcu_data *rdp);
388 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
389                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
390                                   unsigned long *maxj),
391                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
392 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
393 static int rcu_pending(void);
394
395 /*
396  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
397  */
398 unsigned long rcu_batches_started(void)
399 {
400         return rcu_state_p->gpnum;
401 }
402 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
403
404 /*
405  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
406  */
407 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
408 {
409         return rcu_sched_state.gpnum;
410 }
411 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
412
413 /*
414  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
415  */
416 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
417 {
418         return rcu_bh_state.gpnum;
419 }
420 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
421
422 /*
423  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
424  */
425 unsigned long rcu_batches_completed(void)
426 {
427         return rcu_state_p->completed;
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
430
431 /*
432  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
433  */
434 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
435 {
436         return rcu_sched_state.completed;
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
439
440 /*
441  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
442  */
443 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
444 {
445         return rcu_bh_state.completed;
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
448
449 /*
450  * Force a quiescent state.
451  */
452 void rcu_force_quiescent_state(void)
453 {
454         force_quiescent_state(rcu_state_p);
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
457
458 /*
459  * Force a quiescent state for RCU BH.
460  */
461 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
462 {
463         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
466
467 /*
468  * Force a quiescent state for RCU-sched.
469  */
470 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
471 {
472         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
473 }
474 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
475
476 /*
477  * Show the state of the grace-period kthreads.
478  */
479 void show_rcu_gp_kthreads(void)
480 {
481         struct rcu_state *rsp;
482
483         for_each_rcu_flavor(rsp) {
484                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
485                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
486                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
487         }
488 }
489 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
490
491 /*
492  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
493  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
494  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
495  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
496  * store this state in rcutorture itself.
497  */
498 void rcutorture_record_test_transition(void)
499 {
500         rcutorture_testseq++;
501         rcutorture_vernum = 0;
502 }
503 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
504
505 /*
506  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
507  */
508 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
509                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
510 {
511         struct rcu_state *rsp = NULL;
512
513         switch (test_type) {
514         case RCU_FLAVOR:
515                 rsp = rcu_state_p;
516                 break;
517         case RCU_BH_FLAVOR:
518                 rsp = &rcu_bh_state;
519                 break;
520         case RCU_SCHED_FLAVOR:
521                 rsp = &rcu_sched_state;
522                 break;
523         default:
524                 break;
525         }
526         if (rsp != NULL) {
527                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
528                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
529                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
530                 return;
531         }
532         *flags = 0;
533         *gpnum = 0;
534         *completed = 0;
535 }
536 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
537
538 /*
539  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
540  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
541  * messages.
542  */
543 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
544 {
545         rcutorture_vernum++;
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
548
549 /*
550  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
551  */
552 static int
553 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
554 {
555         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
556                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
557 }
558
559 /*
560  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
561  */
562 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
563 {
564         return &rsp->node[0];
565 }
566
567 /*
568  * Is there any need for future grace periods?
569  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
570  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
571  */
572 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
573 {
574         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
575         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
576         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
577
578         return READ_ONCE(*fp);
579 }
580
581 /*
582  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
583  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
584  * normal callback registry.
585  */
586 static int
587 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
588 {
589         int i;
590
591         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
592                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
593         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
594                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
595         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
596                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
597         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
598                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
599         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
600                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
601                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
602                                  rdp->nxtcompleted[i]))
603                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
604         return 0; /* No grace period needed. */
605 }
606
607 /*
608  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
609  *
610  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
611  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
612  * The caller must have disabled interrupts.
613  */
614 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
615 {
616         struct rcu_state *rsp;
617         struct rcu_data *rdp;
618         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
619
620         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
621         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
622             !user && !is_idle_task(current)) {
623                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
624                         idle_task(smp_processor_id());
625
626                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
627                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
628                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
629                           current->pid, current->comm,
630                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
631         }
632         for_each_rcu_flavor(rsp) {
633                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
634                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
635         }
636         rcu_prepare_for_idle();
637         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
638         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
639         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
640         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
641         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
642                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
643         rcu_dynticks_task_enter();
644
645         /*
646          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
647          * in an RCU read-side critical section.
648          */
649         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
650                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
651         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
652                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
653         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
654                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
655 }
656
657 /*
658  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
659  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
660  */
661 static void rcu_eqs_enter(bool user)
662 {
663         long long oldval;
664         struct rcu_dynticks *rdtp;
665
666         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
667         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
668         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
669                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
670         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
671                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
672                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
673         } else {
674                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
675         }
676 }
677
678 /**
679  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
680  *
681  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
682  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
683  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
684  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
685  *
686  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
687  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
688  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
689  */
690 void rcu_idle_enter(void)
691 {
692         unsigned long flags;
693
694         local_irq_save(flags);
695         rcu_eqs_enter(false);
696         rcu_sysidle_enter(0);
697         local_irq_restore(flags);
698 }
699 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
700
701 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
702 /**
703  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
704  *
705  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
706  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
707  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
708  * when the CPU runs in userspace.
709  */
710 void rcu_user_enter(void)
711 {
712         rcu_eqs_enter(1);
713 }
714 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
715
716 /**
717  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
718  *
719  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
720  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
721  * sections can occur.
722  *
723  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
724  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
725  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
726  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
727  *
728  * Use things like work queues to work around this limitation.
729  *
730  * You have been warned.
731  */
732 void rcu_irq_exit(void)
733 {
734         unsigned long flags;
735         long long oldval;
736         struct rcu_dynticks *rdtp;
737
738         local_irq_save(flags);
739         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
740         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
741         rdtp->dynticks_nesting--;
742         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
743                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
744         if (rdtp->dynticks_nesting)
745                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
746         else
747                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
748         rcu_sysidle_enter(1);
749         local_irq_restore(flags);
750 }
751
752 /*
753  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
754  *
755  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
756  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
757  * The caller must have disabled interrupts.
758  */
759 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
760 {
761         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
762
763         rcu_dynticks_task_exit();
764         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
765         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
766         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
767         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
768         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
769                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
770         rcu_cleanup_after_idle();
771         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
772         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
773             !user && !is_idle_task(current)) {
774                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
775                         idle_task(smp_processor_id());
776
777                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
778                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
779                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
780                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
781                           current->pid, current->comm,
782                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
783         }
784 }
785
786 /*
787  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
788  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
789  */
790 static void rcu_eqs_exit(bool user)
791 {
792         struct rcu_dynticks *rdtp;
793         long long oldval;
794
795         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
796         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
797         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
798         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
799                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
800         } else {
801                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
802                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
803         }
804 }
805
806 /**
807  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
808  *
809  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
810  * read-side critical sections can occur.
811  *
812  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
813  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
814  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
815  * now starting.
816  */
817 void rcu_idle_exit(void)
818 {
819         unsigned long flags;
820
821         local_irq_save(flags);
822         rcu_eqs_exit(false);
823         rcu_sysidle_exit(0);
824         local_irq_restore(flags);
825 }
826 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
827
828 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
829 /**
830  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
831  *
832  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
833  * run a RCU read side critical section anytime.
834  */
835 void rcu_user_exit(void)
836 {
837         rcu_eqs_exit(1);
838 }
839 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
840
841 /**
842  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
843  *
844  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
845  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
846  * sections can occur.
847  *
848  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
849  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
850  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
851  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
852  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
853  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
854  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
855  *
856  * Use things like work queues to work around this limitation.
857  *
858  * You have been warned.
859  */
860 void rcu_irq_enter(void)
861 {
862         unsigned long flags;
863         struct rcu_dynticks *rdtp;
864         long long oldval;
865
866         local_irq_save(flags);
867         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
868         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
869         rdtp->dynticks_nesting++;
870         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
871                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
872         if (oldval)
873                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
874         else
875                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
876         rcu_sysidle_exit(1);
877         local_irq_restore(flags);
878 }
879
880 /**
881  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
882  *
883  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
884  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
885  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
886  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
887  * run out of stack space first.)
888  */
889 void rcu_nmi_enter(void)
890 {
891         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
892         int incby = 2;
893
894         /* Complain about underflow. */
895         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
896
897         /*
898          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
899          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
900          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
901          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
902          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
903          * period (observation due to Andy Lutomirski).
904          */
905         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
906                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
907                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
908                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
909                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
910                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
911                 incby = 1;
912         }
913         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
914         barrier();
915 }
916
917 /**
918  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
919  *
920  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
921  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
922  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
923  * being RCU-idle.
924  */
925 void rcu_nmi_exit(void)
926 {
927         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
928
929         /*
930          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
931          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
932          * to us!)
933          */
934         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
935         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
936
937         /*
938          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
939          * leave it in non-RCU-idle state.
940          */
941         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
942                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
943                 return;
944         }
945
946         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
947         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
948         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
949         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
950         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
951         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
952         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
953 }
954
955 /**
956  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
957  *
958  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
959  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
960  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
961  * least disabled preemption.
962  */
963 bool notrace __rcu_is_watching(void)
964 {
965         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
966 }
967
968 /**
969  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
970  *
971  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
972  * or NMI handler, return true.
973  */
974 bool notrace rcu_is_watching(void)
975 {
976         bool ret;
977
978         preempt_disable_notrace();
979         ret = __rcu_is_watching();
980         preempt_enable_notrace();
981         return ret;
982 }
983 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
984
985 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
986
987 /*
988  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
989  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
990  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
991  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
992  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
993  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
994  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
995  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
996  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
997  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
998  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
999  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1000  * notifiers.
1001  *
1002  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1003  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1004  *
1005  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1006  * errors from NMI handlers anyway.
1007  */
1008 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1009 {
1010         struct rcu_data *rdp;
1011         struct rcu_node *rnp;
1012         bool ret;
1013
1014         if (in_nmi())
1015                 return true;
1016         preempt_disable();
1017         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1018         rnp = rdp->mynode;
1019         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1020               !rcu_scheduler_fully_active;
1021         preempt_enable();
1022         return ret;
1023 }
1024 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1025
1026 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1027
1028 /**
1029  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1030  *
1031  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1032  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1033  * disabled preemption.
1034  */
1035 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1036 {
1037         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1042  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1043  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1044  */
1045 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1046                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1047 {
1048         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1049         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1050         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1051                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1052                 return 1;
1053         } else {
1054                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1055                                  rdp->mynode->gpnum))
1056                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1057                 return 0;
1058         }
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1063  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1064  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1065  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1066  */
1067 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1068                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1069 {
1070         unsigned int curr;
1071         int *rcrmp;
1072         unsigned int snap;
1073
1074         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1075         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1076
1077         /*
1078          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1079          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1080          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1081          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1082          * read-side critical section that started before the beginning
1083          * of the current RCU grace period.
1084          */
1085         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1086                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1087                 rdp->dynticks_fqs++;
1088                 return 1;
1089         }
1090
1091         /*
1092          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1093          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1094          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1095          * quiescent state.
1096          *
1097          * The reason for insisting that the grace period be at least
1098          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1099          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1100          * sections.
1101          */
1102         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1103                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1104         barrier();
1105         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1106                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1107                 rdp->offline_fqs++;
1108                 return 1;
1109         }
1110
1111         /*
1112          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1113          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1114          * even context-switching back and forth between a pair of
1115          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1116          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1117          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1118          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1119          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1120          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1121          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1122          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1123          * there are at most four threads involved, and because the
1124          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1125          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1126          * quite low.
1127          *
1128          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1129          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1130          * warning delay.
1131          */
1132         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1133         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1134                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1135             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1136                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1137                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1138                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1139                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1140                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1141                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1142                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1143                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1144                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1145                         /* Time to beat on that CPU again! */
1146                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1147                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1148                 }
1149         }
1150
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1155 {
1156         unsigned long j = jiffies;
1157         unsigned long j1;
1158
1159         rsp->gp_start = j;
1160         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1161         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1162         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1163         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1164         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1165 }
1166
1167 /*
1168  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1169  */
1170 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1171 {
1172         unsigned long gpa;
1173         unsigned long j;
1174
1175         j = jiffies;
1176         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1177         if (j - gpa > 2 * HZ)
1178                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x s%d ->state=%#lx\n",
1179                        rsp->name, j - gpa,
1180                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1181                        rsp->gp_flags, rsp->gp_state,
1182                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1187  */
1188 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1189 {
1190         int cpu;
1191         unsigned long flags;
1192         struct rcu_node *rnp;
1193
1194         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1195                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1196                 if (rnp->qsmask != 0) {
1197                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1198                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1199                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1200                 }
1201                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1202         }
1203 }
1204
1205 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1206 {
1207         int cpu;
1208         long delta;
1209         unsigned long flags;
1210         unsigned long gpa;
1211         unsigned long j;
1212         int ndetected = 0;
1213         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1214         long totqlen = 0;
1215
1216         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1217
1218         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1219         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1220         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1221                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1222                 return;
1223         }
1224         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1225                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1226         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1227
1228         /*
1229          * OK, time to rat on our buddy...
1230          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1231          * RCU CPU stall warnings.
1232          */
1233         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1234                rsp->name);
1235         print_cpu_stall_info_begin();
1236         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1237                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1238                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1239                 if (rnp->qsmask != 0) {
1240                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1241                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1242                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1243                                                              rnp->grplo + cpu);
1244                                         ndetected++;
1245                                 }
1246                 }
1247                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1248         }
1249
1250         print_cpu_stall_info_end();
1251         for_each_possible_cpu(cpu)
1252                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1253         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1254                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1255                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1256         if (ndetected) {
1257                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1258         } else {
1259                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1260                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1261                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1262                 } else {
1263                         j = jiffies;
1264                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1265                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1266                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1267                                jiffies_till_next_fqs,
1268                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1269                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1270                         sched_show_task(current);
1271                 }
1272         }
1273
1274         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1275         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1276
1277         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1278
1279         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1280 }
1281
1282 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1283 {
1284         int cpu;
1285         unsigned long flags;
1286         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1287         long totqlen = 0;
1288
1289         /*
1290          * OK, time to rat on ourselves...
1291          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1292          * RCU CPU stall warnings.
1293          */
1294         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1295         print_cpu_stall_info_begin();
1296         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1297         print_cpu_stall_info_end();
1298         for_each_possible_cpu(cpu)
1299                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1300         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1301                 jiffies - rsp->gp_start,
1302                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1303
1304         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1305
1306         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1307
1308         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1309         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1310                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1311                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1312         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1313
1314         /*
1315          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1316          *
1317          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1318          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1319          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1320          */
1321         resched_cpu(smp_processor_id());
1322 }
1323
1324 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1325 {
1326         unsigned long completed;
1327         unsigned long gpnum;
1328         unsigned long gps;
1329         unsigned long j;
1330         unsigned long js;
1331         struct rcu_node *rnp;
1332
1333         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1334                 return;
1335         j = jiffies;
1336
1337         /*
1338          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1339          *
1340          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1341          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1342          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1343          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1344          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1345          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1346          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1347          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1348          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1349          * from rsp->gpnum.
1350          *
1351          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1352          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1353          */
1354         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1355         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1356         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1357         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1358         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1359         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1360         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1361         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1362             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1363             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1364                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1365         rnp = rdp->mynode;
1366         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1367             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1368
1369                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1370                 print_cpu_stall(rsp);
1371
1372         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1373                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1374
1375                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1376                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1377         }
1378 }
1379
1380 /**
1381  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1382  *
1383  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1384  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1385  * RCU grace periods.
1386  *
1387  * The caller must disable hard irqs.
1388  */
1389 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1390 {
1391         struct rcu_state *rsp;
1392
1393         for_each_rcu_flavor(rsp)
1394                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1399  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1400  * no-callbacks CPUs.
1401  */
1402 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1403 {
1404         int i;
1405
1406         rdp->nxtlist = NULL;
1407         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1408                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1413  */
1414 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1415 {
1416         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1417                 return;
1418         init_default_callback_list(rdp);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1423  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1424  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1425  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1426  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1427  *
1428  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1429  */
1430 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1431                                        struct rcu_node *rnp)
1432 {
1433         /*
1434          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1435          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1436          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1437          * period might have started, but just not yet gotten around
1438          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1439          */
1440         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1441                 return rnp->completed + 1;
1442
1443         /*
1444          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1445          * then the subsequent full grace period.
1446          */
1447         return rnp->completed + 2;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1452  * rcu_nocb_wait_gp().
1453  */
1454 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1455                                 unsigned long c, const char *s)
1456 {
1457         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1458                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1459                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1464  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1465  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1466  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1467  *
1468  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1469  */
1470 static bool __maybe_unused
1471 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1472                     unsigned long *c_out)
1473 {
1474         unsigned long c;
1475         int i;
1476         bool ret = false;
1477         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1478
1479         /*
1480          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1481          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1482          */
1483         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1484         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1485         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1486                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1487                 goto out;
1488         }
1489
1490         /*
1491          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1492          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1493          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1494          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1495          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1496          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1497          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1498          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1499          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1500          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1501          * doing some extra useless work.
1502          */
1503         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1504             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1505                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1506                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1507                 goto out;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1512          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1513          * start one (if needed).
1514          */
1515         if (rnp != rnp_root) {
1516                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1517                 smp_mb__after_unlock_lock();
1518         }
1519
1520         /*
1521          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1522          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1523          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1524          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1525          */
1526         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1527         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1528                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1529                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1530
1531         /*
1532          * If the needed for the required grace period is already
1533          * recorded, trace and leave.
1534          */
1535         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1536                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1537                 goto unlock_out;
1538         }
1539
1540         /* Record the need for the future grace period. */
1541         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1542
1543         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1544         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1545                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1546         } else {
1547                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1548                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1549         }
1550 unlock_out:
1551         if (rnp != rnp_root)
1552                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1553 out:
1554         if (c_out != NULL)
1555                 *c_out = c;
1556         return ret;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1561  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1562  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1563  * waiting for this grace period to complete.
1564  */
1565 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1566 {
1567         int c = rnp->completed;
1568         int needmore;
1569         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1570
1571         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1572         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1573         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1574         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1575                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1576         return needmore;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1581  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1582  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1583  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1584  * a kthread that has not yet been created.
1585  */
1586 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1587 {
1588         if (current == rsp->gp_kthread ||
1589             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1590             !rsp->gp_kthread)
1591                 return;
1592         wake_up(&rsp->gp_wq);
1593 }
1594
1595 /*
1596  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1597  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1598  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1599  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1600  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1601  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1602  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1603  * awaken the RCU grace-period kthread.
1604  *
1605  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1606  */
1607 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1608                                struct rcu_data *rdp)
1609 {
1610         unsigned long c;
1611         int i;
1612         bool ret;
1613
1614         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1615         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1616                 return false;
1617
1618         /*
1619          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1620          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1621          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1622          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1623          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1624          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1625          *
1626          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1627          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1628          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1629          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1630          * been assigned a ->completed number.
1631          */
1632         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1633         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1634                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1635                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1636                         break;
1637
1638         /*
1639          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1640          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1641          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1642          * be grouped into.
1643          */
1644         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1645                 return false;
1646
1647         /*
1648          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1649          * full grace period and group them all in the sublist initially
1650          * indexed by "i".
1651          */
1652         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1653                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1654                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1655         }
1656         /* Record any needed additional grace periods. */
1657         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1658
1659         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1660         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1661                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1662         else
1663                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1664         return ret;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1669  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1670  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1671  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1672  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1673  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1674  *
1675  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1676  */
1677 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1678                             struct rcu_data *rdp)
1679 {
1680         int i, j;
1681
1682         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1683         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1684                 return false;
1685
1686         /*
1687          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1688          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1689          */
1690         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1691                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1692                         break;
1693                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1694         }
1695         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1696         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1697                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1698
1699         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1700         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1701                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1702                         break;
1703                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1704                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1705         }
1706
1707         /* Classify any remaining callbacks. */
1708         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1713  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1714  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1715  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1716  */
1717 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1718                               struct rcu_data *rdp)
1719 {
1720         bool ret;
1721
1722         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1723         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1724             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1725
1726                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1727                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1728
1729         } else {
1730
1731                 /* Advance callbacks. */
1732                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1733
1734                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1735                 rdp->completed = rnp->completed;
1736                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1737         }
1738
1739         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1740                 /*
1741                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1742                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1743                  * go looking for one.
1744                  */
1745                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1746                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1747                 rdp->passed_quiesce = 0;
1748                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1749                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1750                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1751                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1752         }
1753         return ret;
1754 }
1755
1756 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1757 {
1758         unsigned long flags;
1759         bool needwake;
1760         struct rcu_node *rnp;
1761
1762         local_irq_save(flags);
1763         rnp = rdp->mynode;
1764         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1765              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1766              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1767             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1768                 local_irq_restore(flags);
1769                 return;
1770         }
1771         smp_mb__after_unlock_lock();
1772         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1773         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1774         if (needwake)
1775                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1776 }
1777
1778 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1779 {
1780         if (delay > 0 &&
1781             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1782                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1787  */
1788 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1789 {
1790         unsigned long oldmask;
1791         struct rcu_data *rdp;
1792         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1793
1794         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1795         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1796         smp_mb__after_unlock_lock();
1797         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1798                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1799                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1800                 return 0;
1801         }
1802         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1803
1804         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1805                 /*
1806                  * Grace period already in progress, don't start another.
1807                  * Not supposed to be able to happen.
1808                  */
1809                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1810                 return 0;
1811         }
1812
1813         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1814         record_gp_stall_check_time(rsp);
1815         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1816         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1817         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1818         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1819
1820         /*
1821          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1822          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1823          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1824          * will handle subsequent offline CPUs.
1825          */
1826         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1827                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1828                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1829                 smp_mb__after_unlock_lock();
1830                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1831                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1832                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1833                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1834                         continue;
1835                 }
1836
1837                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1838                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1839                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1840
1841                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1842                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1843                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1844                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1845                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1846                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1847                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1848                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1849                 }
1850
1851                 /*
1852                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1853                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1854                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1855                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1856                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1857                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1858                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1859                  */
1860                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1861                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1862                      rnp->qsmaskinit)) {
1863                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1864                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1865                 }
1866
1867                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1868         }
1869
1870         /*
1871          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1872          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1873          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1874          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1875          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1876          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1877          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1878          * CPU-hotplug operations.
1879          *
1880          * The grace period cannot complete until the initialization
1881          * process finishes, because this kthread handles both.
1882          */
1883         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1884                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1885                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1886                 smp_mb__after_unlock_lock();
1887                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1888                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1889                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1890                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1891                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1892                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1893                 if (rnp == rdp->mynode)
1894                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1895                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1896                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1897                                             rnp->level, rnp->grplo,
1898                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1899                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1900                 cond_resched_rcu_qs();
1901                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1902         }
1903
1904         return 1;
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1909  * at force-quiescent-state time.
1910  */
1911 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1912 {
1913         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1914
1915         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1916         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1917         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1918                 return true;
1919
1920         /* The current grace period has completed. */
1921         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1922                 return true;
1923
1924         return false;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Do one round of quiescent-state forcing.
1929  */
1930 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1931 {
1932         int fqs_state = fqs_state_in;
1933         bool isidle = false;
1934         unsigned long maxj;
1935         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1936
1937         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1938         rsp->n_force_qs++;
1939         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1940                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1941                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1942                         isidle = true;
1943                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1944                 }
1945                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1946                              &isidle, &maxj);
1947                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1948                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1949         } else {
1950                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1951                 isidle = true;
1952                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1953         }
1954         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1955         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1956                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1957                 smp_mb__after_unlock_lock();
1958                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1959                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1960                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1961         }
1962         return fqs_state;
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Clean up after the old grace period.
1967  */
1968 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1969 {
1970         unsigned long gp_duration;
1971         bool needgp = false;
1972         int nocb = 0;
1973         struct rcu_data *rdp;
1974         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1975
1976         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1977         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1978         smp_mb__after_unlock_lock();
1979         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1980         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1981                 rsp->gp_max = gp_duration;
1982
1983         /*
1984          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1985          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1986          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1987          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1988          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1989          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1990          */
1991         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1992
1993         /*
1994          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1995          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1996          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1997          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1998          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1999          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2000          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2001          */
2002         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2003                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2004                 smp_mb__after_unlock_lock();
2005                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2006                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2007                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2008                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2009                 if (rnp == rdp->mynode)
2010                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2011                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2012                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2013                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2014                 cond_resched_rcu_qs();
2015                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2016                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2017         }
2018         rnp = rcu_get_root(rsp);
2019         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2020         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
2021         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2022
2023         /* Declare grace period done. */
2024         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2025         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2026         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
2027         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2028         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2029         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2030         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2031                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2032                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2033                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2034                                        TPS("newreq"));
2035         }
2036         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Body of kthread that handles grace periods.
2041  */
2042 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2043 {
2044         int fqs_state;
2045         int gf;
2046         unsigned long j;
2047         int ret;
2048         struct rcu_state *rsp = arg;
2049         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2050
2051         rcu_bind_gp_kthread();
2052         for (;;) {
2053
2054                 /* Handle grace-period start. */
2055                 for (;;) {
2056                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2057                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2058                                                TPS("reqwait"));
2059                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2060                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2061                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2062                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2063                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2064                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2065                         if (rcu_gp_init(rsp))
2066                                 break;
2067                         cond_resched_rcu_qs();
2068                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2069                         WARN_ON(signal_pending(current));
2070                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2071                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2072                                                TPS("reqwaitsig"));
2073                 }
2074
2075                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2076                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
2077                 j = jiffies_till_first_fqs;
2078                 if (j > HZ) {
2079                         j = HZ;
2080                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2081                 }
2082                 ret = 0;
2083                 for (;;) {
2084                         if (!ret)
2085                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2086                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2087                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2088                                                TPS("fqswait"));
2089                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2090                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2091                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2092                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2093                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2094                         /* If grace period done, leave loop. */
2095                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2096                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2097                                 break;
2098                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2099                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2100                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2101                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2102                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2103                                                        TPS("fqsstart"));
2104                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
2105                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2106                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2107                                                        TPS("fqsend"));
2108                                 cond_resched_rcu_qs();
2109                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2110                         } else {
2111                                 /* Deal with stray signal. */
2112                                 cond_resched_rcu_qs();
2113                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2114                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2115                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2116                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2117                                                        TPS("fqswaitsig"));
2118                         }
2119                         j = jiffies_till_next_fqs;
2120                         if (j > HZ) {
2121                                 j = HZ;
2122                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2123                         } else if (j < 1) {
2124                                 j = 1;
2125                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2126                         }
2127                 }
2128
2129                 /* Handle grace-period end. */
2130                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2131                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2132                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2133         }
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2138  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2139  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2140  *
2141  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2142  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2143  * quiescent state.
2144  *
2145  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2146  */
2147 static bool
2148 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2149                       struct rcu_data *rdp)
2150 {
2151         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2152                 /*
2153                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2154                  * task, this CPU does not need another grace period,
2155                  * or a grace period is already in progress.
2156                  * Either way, don't start a new grace period.
2157                  */
2158                 return false;
2159         }
2160         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2161         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2162                                TPS("newreq"));
2163
2164         /*
2165          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2166          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2167          * the wakeup to our caller.
2168          */
2169         return true;
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2174  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2175  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2176  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2177  * that is encountered beforehand.
2178  *
2179  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2180  */
2181 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2182 {
2183         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2184         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2185         bool ret = false;
2186
2187         /*
2188          * If there is no grace period in progress right now, any
2189          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2190          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2191          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2192          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2193          * then start the grace period!
2194          */
2195         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2196         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2197         return ret;
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2202  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2203  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2204  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2205  * is released before return.
2206  */
2207 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2208         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2209 {
2210         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2211         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2212         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2213         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2218  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2219  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2220  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2221  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2222  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2223  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2224  * must be held upon entry, and it is released before return.
2225  */
2226 static void
2227 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2228                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2229         __releases(rnp->lock)
2230 {
2231         unsigned long oldmask = 0;
2232         struct rcu_node *rnp_c;
2233
2234         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2235         for (;;) {
2236                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2237
2238                         /*
2239                          * Our bit has already been cleared, or the
2240                          * relevant grace period is already over, so done.
2241                          */
2242                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2243                         return;
2244                 }
2245                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2246                 rnp->qsmask &= ~mask;
2247                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2248                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2249                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2250                                                  !!rnp->gp_tasks);
2251                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2252
2253                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2254                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2255                         return;
2256                 }
2257                 mask = rnp->grpmask;
2258                 if (rnp->parent == NULL) {
2259
2260                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2261
2262                         break;
2263                 }
2264                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2265                 rnp_c = rnp;
2266                 rnp = rnp->parent;
2267                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2268                 smp_mb__after_unlock_lock();
2269                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2270         }
2271
2272         /*
2273          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2274          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2275          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2276          */
2277         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2282  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2283  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2284  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2285  * disabled.
2286  */
2287 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2288                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2289         __releases(rnp->lock)
2290 {
2291         unsigned long gps;
2292         unsigned long mask;
2293         struct rcu_node *rnp_p;
2294
2295         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2296             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2297                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2298                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2299         }
2300
2301         rnp_p = rnp->parent;
2302         if (rnp_p == NULL) {
2303                 /*
2304                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2305                  * try to report up to its nonexistent parent!
2306                  */
2307                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2308                 return;
2309         }
2310
2311         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2312         gps = rnp->gpnum;
2313         mask = rnp->grpmask;
2314         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2315         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2316         smp_mb__after_unlock_lock();
2317         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2322  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2323  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2324  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2325  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2326  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2327  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2328  */
2329 static void
2330 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2331 {
2332         unsigned long flags;
2333         unsigned long mask;
2334         bool needwake;
2335         struct rcu_node *rnp;
2336
2337         rnp = rdp->mynode;
2338         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2339         smp_mb__after_unlock_lock();
2340         if ((rdp->passed_quiesce == 0 &&
2341              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2342             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2343             rdp->gpwrap) {
2344
2345                 /*
2346                  * The grace period in which this quiescent state was
2347                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2348                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2349                  * within the current grace period.
2350                  */
2351                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2352                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2353                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2354                 return;
2355         }
2356         mask = rdp->grpmask;
2357         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2358                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2359         } else {
2360                 rdp->qs_pending = 0;
2361
2362                 /*
2363                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2364                  * callbacks can be processed during the next GP.
2365                  */
2366                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2367
2368                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2369                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2370                 if (needwake)
2371                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2372         }
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2377  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2378  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2379  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2380  */
2381 static void
2382 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2383 {
2384         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2385         note_gp_changes(rsp, rdp);
2386
2387         /*
2388          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2389          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2390          */
2391         if (!rdp->qs_pending)
2392                 return;
2393
2394         /*
2395          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2396          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2397          */
2398         if (!rdp->passed_quiesce &&
2399             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2400                 return;
2401
2402         /*
2403          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2404          * judge of that).
2405          */
2406         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2411  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2412  * ->orphan_lock.
2413  */
2414 static void
2415 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2416                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2417 {
2418         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2419         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2420                 return;
2421
2422         /*
2423          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2424          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2425          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2426          */
2427         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2428                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2429                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2430                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2431                 rdp->qlen_lazy = 0;
2432                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2433         }
2434
2435         /*
2436          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2437          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2438          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2439          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2440          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2441          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2442          * we just reset the whole thing later on.
2443          */
2444         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2445                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2446                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2447                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2448         }
2449
2450         /*
2451          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2452          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2453          * required to pass though another grace period: They are done.
2454          */
2455         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2456                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2457                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2458         }
2459
2460         /*
2461          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2462          * disallow further callbacks on this CPU.
2463          */
2464         init_callback_list(rdp);
2465         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2470  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2471  */
2472 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2473 {
2474         int i;
2475         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2476
2477         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2478         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2479             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2480                 return;
2481
2482         /* Do the accounting first. */
2483         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2484         rdp->qlen += rsp->qlen;
2485         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2486         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2487                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2488         rsp->qlen_lazy = 0;
2489         rsp->qlen = 0;
2490
2491         /*
2492          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2493          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2494          * we are the task doing the rcu_barrier().
2495          */
2496
2497         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2498         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2499                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2500                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2501                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2502                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2503                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2504                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2505                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2506         }
2507
2508         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2509         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2510                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2511                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2512                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2513                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2514         }
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2519  */
2520 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2521 {
2522         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2523         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2524         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2525
2526         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2527                 return;
2528
2529         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2530         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2531                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2532                                TPS("cpuofl"));
2533 }
2534
2535 /*
2536  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2537  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2538  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2539  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2540  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2541  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2542  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2543  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2544  * updated
2545  *
2546  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2547  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2548  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2549  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2550  * invoke it again.
2551  */
2552 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2553 {
2554         long mask;
2555         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2556
2557         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2558             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2559                 return;
2560         for (;;) {
2561                 mask = rnp->grpmask;
2562                 rnp = rnp->parent;
2563                 if (!rnp)
2564                         break;
2565                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2566                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2567                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2568                 rnp->qsmask &= ~mask;
2569                 if (rnp->qsmaskinit) {
2570                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2571                         return;
2572                 }
2573                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2574         }
2575 }
2576
2577 /*
2578  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2579  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2580  * bit masks.
2581  */
2582 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2583 {
2584         unsigned long flags;
2585         unsigned long mask;
2586         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2587         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2588
2589         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2590                 return;
2591
2592         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2593         mask = rdp->grpmask;
2594         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2595         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2596         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2597         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2598 }
2599
2600 /*
2601  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2602  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2603  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2604  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2605  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2606  */
2607 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2608 {
2609         unsigned long flags;
2610         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2611         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2612
2613         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2614                 return;
2615
2616         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2617         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2618
2619         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2620         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2621         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2622         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2623         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2624
2625         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2626                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2627                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2632  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2633  */
2634 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2635 {
2636         unsigned long flags;
2637         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2638         long bl, count, count_lazy;
2639         int i;
2640
2641         /* If no callbacks are ready, just return. */
2642         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2643                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2644                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2645                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2646                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2647                 return;
2648         }
2649
2650         /*
2651          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2652          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2653          */
2654         local_irq_save(flags);
2655         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2656         bl = rdp->blimit;
2657         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2658         list = rdp->nxtlist;
2659         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2660         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2661         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2662         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2663                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2664                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2665         local_irq_restore(flags);
2666
2667         /* Invoke callbacks. */
2668         count = count_lazy = 0;
2669         while (list) {
2670                 next = list->next;
2671                 prefetch(next);
2672                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2673                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2674                         count_lazy++;
2675                 list = next;
2676                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2677                 if (++count >= bl &&
2678                     (need_resched() ||
2679                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2680                         break;
2681         }
2682
2683         local_irq_save(flags);
2684         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2685                             is_idle_task(current),
2686                             rcu_is_callbacks_kthread());
2687
2688         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2689         if (list != NULL) {
2690                 *tail = rdp->nxtlist;
2691                 rdp->nxtlist = list;
2692                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2693                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2694                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2695                         else
2696                                 break;
2697         }
2698         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2699         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2700         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2701         rdp->n_cbs_invoked += count;
2702
2703         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2704         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2705                 rdp->blimit = blimit;
2706
2707         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2708         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2709                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2710                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2711         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2712                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2713         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2714
2715         local_irq_restore(flags);
2716
2717         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2718         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2719                 invoke_rcu_core();
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2724  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2725  * Also schedule RCU core processing.
2726  *
2727  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2728  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2729  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2730  */
2731 void rcu_check_callbacks(int user)
2732 {
2733         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2734         increment_cpu_stall_ticks();
2735         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2736
2737                 /*
2738                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2739                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2740                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2741                  * a quiescent state, so note it.
2742                  *
2743                  * No memory barrier is required here because both
2744                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2745                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2746                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2747                  */
2748
2749                 rcu_sched_qs();
2750                 rcu_bh_qs();
2751
2752         } else if (!in_softirq()) {
2753
2754                 /*
2755                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2756                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2757                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2758                  * critical section, so note it.
2759                  */
2760
2761                 rcu_bh_qs();
2762         }
2763         rcu_preempt_check_callbacks();
2764         if (rcu_pending())
2765                 invoke_rcu_core();
2766         if (user)
2767                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2768         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2769 }
2770
2771 /*
2772  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2773  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2774  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2775  *
2776  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2777  */
2778 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2779                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2780                                   unsigned long *maxj),
2781                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2782 {
2783         unsigned long bit;
2784         int cpu;
2785         unsigned long flags;
2786         unsigned long mask;
2787         struct rcu_node *rnp;
2788
2789         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2790                 cond_resched_rcu_qs();
2791                 mask = 0;
2792                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2793                 smp_mb__after_unlock_lock();
2794                 if (rnp->qsmask == 0) {
2795                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2796                             rsp != rcu_state_p ||
2797                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2798                                 /*
2799                                  * No point in scanning bits because they
2800                                  * are all zero.  But we might need to
2801                                  * priority-boost blocked readers.
2802                                  */
2803                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2804                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2805                                 continue;
2806                         }
2807                         if (rnp->parent &&
2808                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2809                                 /*
2810                                  * Race between grace-period
2811                                  * initialization and task exiting RCU
2812                                  * read-side critical section: Report.
2813                                  */
2814                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2815                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2816                                 continue;
2817                         }
2818                 }
2819                 cpu = rnp->grplo;
2820                 bit = 1;
2821                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2822                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2823                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2824                                         mask |= bit;
2825                         }
2826                 }
2827                 if (mask != 0) {
2828                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2829                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2830                 } else {
2831                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2832                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2833                 }
2834         }
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2839  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2840  */
2841 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2842 {
2843         unsigned long flags;
2844         bool ret;
2845         struct rcu_node *rnp;
2846         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2847
2848         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2849         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2850         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2851                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2852                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2853                 if (rnp_old != NULL)
2854                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2855                 if (ret) {
2856                         rsp->n_force_qs_lh++;
2857                         return;
2858                 }
2859                 rnp_old = rnp;
2860         }
2861         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2862
2863         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2864         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2865         smp_mb__after_unlock_lock();
2866         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2867         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2868                 rsp->n_force_qs_lh++;
2869                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2870                 return;  /* Someone beat us to it. */
2871         }
2872         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2873         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2874         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2875 }
2876
2877 /*
2878  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2879  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2880  * whom the rdp belongs.
2881  */
2882 static void
2883 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2884 {
2885         unsigned long flags;
2886         bool needwake;
2887         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2888
2889         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2890
2891         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2892         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2893
2894         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2895         local_irq_save(flags);
2896         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2897                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2898                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2899                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2900                 if (needwake)
2901                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2902         } else {
2903                 local_irq_restore(flags);
2904         }
2905
2906         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2907         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2908                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2909
2910         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2911         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * Do RCU core processing for the current CPU.
2916  */
2917 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2918 {
2919         struct rcu_state *rsp;
2920
2921         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2922                 return;
2923         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2924         for_each_rcu_flavor(rsp)
2925                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2926         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2927 }
2928
2929 /*
2930  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2931  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2932  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2933  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2934  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2935  */
2936 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2937 {
2938         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2939                 return;
2940         if (likely(!rsp->boost)) {
2941                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2942                 return;
2943         }
2944         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2945 }
2946
2947 static void invoke_rcu_core(void)
2948 {
2949         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2950                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2955  */
2956 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2957                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2958 {
2959         bool needwake;
2960
2961         /*
2962          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2963          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2964          */
2965         if (!rcu_is_watching())
2966                 invoke_rcu_core();
2967
2968         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2969         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2970                 return;
2971
2972         /*
2973          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2974          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2975          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2976          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2977          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2978          */
2979         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2980
2981                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2982                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2983
2984                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2985                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2986                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2987
2988                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2989                         smp_mb__after_unlock_lock();
2990                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2991                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2992                         if (needwake)
2993                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2994                 } else {
2995                         /* Give the grace period a kick. */
2996                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2997                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2998                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2999                                 force_quiescent_state(rsp);
3000                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3001                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3002                 }
3003         }
3004 }
3005
3006 /*
3007  * RCU callback function to leak a callback.
3008  */
3009 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3010 {
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3015  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3016  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3017  * is expected to specify a CPU.
3018  */
3019 static void
3020 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
3021            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3022 {
3023         unsigned long flags;
3024         struct rcu_data *rdp;
3025
3026         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3027         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3028                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3029                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3030                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3031                 return;
3032         }
3033         head->func = func;
3034         head->next = NULL;
3035
3036         /*
3037          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3038          * Note that we might see a beginning right after we see an
3039          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3040          * a quiescent state betweentimes.
3041          */
3042         local_irq_save(flags);
3043         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3044
3045         /* Add the callback to our list. */
3046         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3047                 int offline;
3048
3049                 if (cpu != -1)
3050                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3051                 if (likely(rdp->mynode)) {
3052                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3053                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3054                         WARN_ON_ONCE(offline);
3055                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3056                         local_irq_restore(flags);
3057                         return;
3058                 }
3059                 /*
3060                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3061                  * and then drop through to queue the callback.
3062                  */
3063                 BUG_ON(cpu != -1);
3064                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3065                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3066                         init_default_callback_list(rdp);
3067         }
3068         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3069         if (lazy)
3070                 rdp->qlen_lazy++;
3071         else
3072                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3073         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3074         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3075         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3076
3077         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3078                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3079                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3080         else
3081                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3082
3083         /* Go handle any RCU core processing required. */
3084         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3085         local_irq_restore(flags);
3086 }
3087
3088 /*
3089  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3090  */
3091 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3092 {
3093         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3094 }
3095 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3096
3097 /*
3098  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3099  */
3100 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3101 {
3102         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3103 }
3104 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3105
3106 /*
3107  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3108  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3109  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3110  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3111  * function may only be called from __kfree_rcu().
3112  */
3113 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3114                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
3115 {
3116         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3119
3120 /*
3121  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3122  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3123  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3124  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3125  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3126  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3127  * some overhead: RCU still operates correctly.
3128  */
3129 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3130 {
3131         int ret;
3132
3133         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3134         preempt_disable();
3135         ret = num_online_cpus() <= 1;
3136         preempt_enable();
3137         return ret;
3138 }
3139
3140 /**
3141  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3142  *
3143  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3144  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3145  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3146  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3147  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3148  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3149  * rcu_read_lock_sched().
3150  *
3151  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3152  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3153  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3154  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3155  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3156  *
3157  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3158  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3159  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3160  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3161  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3162  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3163  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3164  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3165  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3166  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3167  * that are executing in the kernel.
3168  *
3169  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3170  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3171  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3172  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3173  * again only if the system has more than one CPU).
3174  *
3175  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3176  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3177  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3178  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3179  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3180  */
3181 void synchronize_sched(void)
3182 {
3183         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3184                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3185                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3186                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3187         if (rcu_blocking_is_gp())
3188                 return;
3189         if (rcu_gp_is_expedited())
3190                 synchronize_sched_expedited();
3191         else
3192                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3193 }
3194 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3195
3196 /**
3197  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3198  *
3199  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3200  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3201  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3202  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3203  * and may be nested.
3204  *
3205  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3206  * on memory ordering guarantees.
3207  */
3208 void synchronize_rcu_bh(void)
3209 {
3210         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3211                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3212                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3213                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3214         if (rcu_blocking_is_gp())
3215                 return;
3216         if (rcu_gp_is_expedited())
3217                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3218         else
3219                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3220 }
3221 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3222
3223 /**
3224  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3225  *
3226  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3227  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3228  * meantime.
3229  */
3230 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3231 {
3232         /*
3233          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3234          * before the load from ->gpnum.
3235          */
3236         smp_mb();  /* ^^^ */
3237
3238         /*
3239          * Make sure this load happens before the purportedly
3240          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3241          * and cond_synchronize_rcu().
3242          */
3243         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3244 }
3245 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3246
3247 /**
3248  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3249  *
3250  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3251  *
3252  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3253  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3254  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3255  *
3256  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3257  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3258  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3259  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3260  */
3261 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3262 {
3263         unsigned long newstate;
3264
3265         /*
3266          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3267          * actions the caller might carry out after we return.
3268          */
3269         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3270         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3271                 synchronize_rcu();
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3274
3275 /**
3276  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3277  *
3278  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3279  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3280  * meantime.
3281  */
3282 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3283 {
3284         /*
3285          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3286          * before the load from ->gpnum.
3287          */
3288         smp_mb();  /* ^^^ */
3289
3290         /*
3291          * Make sure this load happens before the purportedly
3292          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3293          * and cond_synchronize_sched().
3294          */
3295         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3296 }
3297 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3298
3299 /**
3300  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3301  *
3302  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3303  *
3304  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3305  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3306  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3307  *
3308  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3309  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3310  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3311  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3312  */
3313 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3314 {
3315         unsigned long newstate;
3316
3317         /*
3318          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3319          * actions the caller might carry out after we return.
3320          */
3321         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3322         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3323                 synchronize_sched();
3324 }
3325 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3326
3327 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3328 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3329 {
3330         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3331         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3332         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3333 }
3334
3335 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3336 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3337 {
3338         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3339         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3340         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3341 }
3342
3343 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3344 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3345 {
3346         unsigned long s;
3347
3348         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3349         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3350         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3351         return s;
3352 }
3353
3354 /*
3355  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3356  * full update-side operation has occurred.
3357  */
3358 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3359 {
3360         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3361 }
3362
3363 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3364 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3365 {
3366         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3367 }
3368 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3369 {
3370         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3371         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3372 }
3373 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3374 {
3375         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3376 }
3377 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3378 {
3379         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3380 }
3381
3382 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3383 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3384                                struct rcu_data *rdp,
3385                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3386 {
3387         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3388                 if (rnp)
3389                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3390                 else if (rdp)
3391                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3392                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3393                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3394                 atomic_long_inc(stat);
3395                 return true;
3396         }
3397         return false;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3402  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3403  * task did the expedited grace period for us.
3404  */
3405 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3406 {
3407         struct rcu_data *rdp;
3408         struct rcu_node *rnp0;
3409         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3410
3411         /*
3412          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3413          * latency in the common case where expedited grace periods are
3414          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3415          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3416          */
3417         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3418         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3419                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3420                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3421                                                &rsp->expedited_workdone0, s))
3422                                 return NULL;
3423                         return rnp0;
3424                 }
3425         }
3426
3427         /*
3428          * Each pass through the following loop works its way
3429          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3430          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3431          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3432          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3433          * strictly needed for correctness.
3434          */
3435         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3436         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rsp->expedited_workdone1, s))
3437                 return NULL;
3438         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3439         rnp0 = rdp->mynode;
3440         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3441                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3442                                        &rsp->expedited_workdone2, s))
3443                         return NULL;
3444                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3445                 if (rnp1)
3446                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3447                 else
3448                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3449                 rnp1 = rnp0;
3450         }
3451         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3452                                &rsp->expedited_workdone3, s))
3453                 return NULL;
3454         return rnp1;
3455 }
3456
3457 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3458 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
3459 {
3460         struct rcu_data *rdp = data;
3461         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3462
3463         /* We are here: If we are last, do the wakeup. */
3464         rdp->exp_done = true;
3465         if (atomic_dec_and_test(&rsp->expedited_need_qs))
3466                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3467         return 0;
3468 }
3469
3470 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3471 {
3472         int cpu;
3473         unsigned long jiffies_stall;
3474         unsigned long jiffies_start;
3475         struct rcu_data *rdp;
3476         int ret;
3477
3478         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3479         jiffies_start = jiffies;
3480
3481         for (;;) {
3482                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3483                                 rsp->expedited_wq,
3484                                 !atomic_read(&rsp->expedited_need_qs),
3485                                 jiffies_stall);
3486                 if (ret > 0)
3487                         return;
3488                 if (ret < 0) {
3489                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3490                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3491                                    !atomic_read(&rsp->expedited_need_qs));
3492                         return;
3493                 }
3494                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs: {",
3495                        rsp->name);
3496                 for_each_online_cpu(cpu) {
3497                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3498
3499                         if (rdp->exp_done)
3500                                 continue;
3501                         pr_cont(" %d", cpu);
3502                 }
3503                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu\n",
3504                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence);
3505                 for_each_online_cpu(cpu) {
3506                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3507
3508                         if (rdp->exp_done)
3509                                 continue;
3510                         dump_cpu_task(cpu);
3511                 }
3512                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3513         }
3514 }
3515
3516 /**
3517  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3518  *
3519  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3520  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3521  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3522  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3523  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3524  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3525  * synchronize_sched() instead.
3526  *
3527  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3528  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3529  * determine when someone else has already done the work instead of for
3530  * retrying readers.
3531  */
3532 void synchronize_sched_expedited(void)
3533 {
3534         int cpu;
3535         unsigned long s;
3536         struct rcu_node *rnp;
3537         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3538
3539         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3540         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3541
3542         if (!try_get_online_cpus()) {
3543                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3544                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3545                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3546                 return;
3547         }
3548         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3549
3550         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3551         if (rnp == NULL) {
3552                 put_online_cpus();
3553                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3554         }
3555
3556         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3557
3558         /* Stop each CPU that is online, non-idle, and not us. */
3559         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
3560         atomic_set(&rsp->expedited_need_qs, 1); /* Extra count avoids race. */
3561         for_each_online_cpu(cpu) {
3562                 struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3563                 struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3564
3565                 rdp->exp_done = false;
3566
3567                 /* Skip our CPU and any idle CPUs. */
3568                 if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3569                     !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3570                         continue;
3571                 atomic_inc(&rsp->expedited_need_qs);
3572                 stop_one_cpu_nowait(cpu, synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3573                                     rdp, &rdp->exp_stop_work);
3574         }
3575
3576         /* Remove extra count and, if necessary, wait for CPUs to stop. */
3577         if (!atomic_dec_and_test(&rsp->expedited_need_qs))
3578                 synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3579
3580         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3581         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3582
3583         put_online_cpus();
3584 }
3585 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3586
3587 /*
3588  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3589  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3590  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3591  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3592  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3593  */
3594 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3595 {
3596         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3597
3598         rdp->n_rcu_pending++;
3599
3600         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3601         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3602
3603         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3604         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3605                 return 0;
3606
3607         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3608         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3609             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce &&
3610             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3611                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3612         } else if (rdp->qs_pending &&
3613                    (rdp->passed_quiesce ||
3614                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3615                 rdp->n_rp_report_qs++;
3616                 return 1;
3617         }
3618
3619         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3620         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3621                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3622                 return 1;
3623         }
3624
3625         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3626         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3627                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3628                 return 1;
3629         }
3630
3631         /* Has another RCU grace period completed?  */
3632         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3633                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3634                 return 1;
3635         }
3636
3637         /* Has a new RCU grace period started? */
3638         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3639             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3640                 rdp->n_rp_gp_started++;
3641                 return 1;
3642         }
3643
3644         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3645         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3646                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3647                 return 1;
3648         }
3649
3650         /* nothing to do */
3651         rdp->n_rp_need_nothing++;
3652         return 0;
3653 }
3654
3655 /*
3656  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3657  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3658  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3659  */
3660 static int rcu_pending(void)
3661 {
3662         struct rcu_state *rsp;
3663
3664         for_each_rcu_flavor(rsp)
3665                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3666                         return 1;
3667         return 0;
3668 }
3669
3670 /*
3671  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3672  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3673  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3674  */
3675 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3676 {
3677         bool al = true;
3678         bool hc = false;
3679         struct rcu_data *rdp;
3680         struct rcu_state *rsp;
3681
3682         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3683                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3684                 if (!rdp->nxtlist)
3685                         continue;
3686                 hc = true;
3687                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3688                         al = false;
3689                         break;
3690                 }
3691         }
3692         if (all_lazy)
3693                 *all_lazy = al;
3694         return hc;
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3699  * the compiler is expected to optimize this away.
3700  */
3701 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3702                                int cpu, unsigned long done)
3703 {
3704         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3705                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3706 }
3707
3708 /*
3709  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3710  * up the task executing _rcu_barrier().
3711  */
3712 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3713 {
3714         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3715         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3716
3717         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3718                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3719                 complete(&rsp->barrier_completion);
3720         } else {
3721                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3722         }
3723 }
3724
3725 /*
3726  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3727  */
3728 static void rcu_barrier_func(void *type)
3729 {
3730         struct rcu_state *rsp = type;
3731         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3732
3733         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3734         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3735         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3736 }
3737
3738 /*
3739  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3740  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3741  */
3742 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3743 {
3744         int cpu;
3745         struct rcu_data *rdp;
3746         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3747
3748         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3749
3750         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3751         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3752
3753         /* Did someone else do our work for us? */
3754         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3755                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3756                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3757                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3758                 return;
3759         }
3760
3761         /* Mark the start of the barrier operation. */
3762         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3763         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3764
3765         /*
3766          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3767          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3768          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3769          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3770          */
3771         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3772         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3773         get_online_cpus();
3774
3775         /*
3776          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3777          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3778          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3779          */
3780         for_each_possible_cpu(cpu) {
3781                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3782                         continue;
3783                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3784                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3785                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3786                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3787                                                    rsp->barrier_sequence);
3788                         } else {
3789                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3790                                                    rsp->barrier_sequence);
3791                                 smp_mb__before_atomic();
3792                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3793                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3794                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3795                         }
3796                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3797                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3798                                            rsp->barrier_sequence);
3799                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3800                 } else {
3801                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3802                                            rsp->barrier_sequence);
3803                 }
3804         }
3805         put_online_cpus();
3806
3807         /*
3808          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3809          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3810          */
3811         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3812                 complete(&rsp->barrier_completion);
3813
3814         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3815         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3816
3817         /* Mark the end of the barrier operation. */
3818         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3819         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3820
3821         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3822         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3823 }
3824
3825 /**
3826  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3827  */
3828 void rcu_barrier_bh(void)
3829 {
3830         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3833
3834 /**
3835  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3836  */
3837 void rcu_barrier_sched(void)
3838 {
3839         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3840 }
3841 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3842
3843 /*
3844  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3845  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3846  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3847  * disabled.
3848  */
3849 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3850 {
3851         long mask;
3852         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3853
3854         for (;;) {
3855                 mask = rnp->grpmask;
3856                 rnp = rnp->parent;
3857                 if (rnp == NULL)
3858                         return;
3859                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
3860                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3861                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
3862         }
3863 }
3864
3865 /*
3866  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3867  */
3868 static void __init
3869 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3870 {
3871         static struct lock_class_key rcu_exp_sched_rdp_class;
3872         unsigned long flags;
3873         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3874         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3875
3876         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3877         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3878         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3879         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3880         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3881         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3882         rdp->cpu = cpu;
3883         rdp->rsp = rsp;
3884         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
3885         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3886         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3887         if (rsp == &rcu_sched_state)
3888                 lockdep_set_class_and_name(&rdp->exp_funnel_mutex,
3889                                            &rcu_exp_sched_rdp_class,
3890                                            "rcu_data_exp_sched");
3891 }
3892
3893 /*
3894  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3895  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3896  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3897  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3898  */
3899 static void
3900 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3901 {
3902         unsigned long flags;
3903         unsigned long mask;
3904         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3906
3907         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3908         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3909         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3910         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3911         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3912         rdp->blimit = blimit;
3913         if (!rdp->nxtlist)
3914                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3915         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3916         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3917         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3918                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3919         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3920
3921         /*
3922          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3923          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3924          * of the next grace period.
3925          */
3926         rnp = rdp->mynode;
3927         mask = rdp->grpmask;
3928         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
3929         smp_mb__after_unlock_lock();
3930         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3931         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3932         rdp->completed = rnp->completed;
3933         rdp->passed_quiesce = false;
3934         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3935         rdp->qs_pending = false;
3936         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3937         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3938 }
3939
3940 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3941 {
3942         struct rcu_state *rsp;
3943
3944         for_each_rcu_flavor(rsp)
3945                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3946 }
3947
3948 /*
3949  * Handle CPU online/offline notification events.
3950  */
3951 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3952                    unsigned long action, void *hcpu)
3953 {
3954         long cpu = (long)hcpu;
3955         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3956         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3957         struct rcu_state *rsp;
3958
3959         switch (action) {
3960         case CPU_UP_PREPARE:
3961         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3962                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3963                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3964                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3965                 break;
3966         case CPU_ONLINE:
3967         case CPU_DOWN_FAILED:
3968                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3969                 break;
3970         case CPU_DOWN_PREPARE:
3971                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3972                 break;
3973         case CPU_DYING:
3974         case CPU_DYING_FROZEN:
3975                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3976                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3977                 break;
3978         case CPU_DYING_IDLE:
3979                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3980                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3981                 }
3982                 break;
3983         case CPU_DEAD:
3984         case CPU_DEAD_FROZEN:
3985         case CPU_UP_CANCELED:
3986         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3987                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3988                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3989                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3990                 }
3991                 break;
3992         default:
3993                 break;
3994         }
3995         return NOTIFY_OK;
3996 }
3997
3998 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3999                          unsigned long action, void *hcpu)
4000 {
4001         switch (action) {
4002         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4003         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4004                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4005                         rcu_expedite_gp();
4006                 break;
4007         case PM_POST_HIBERNATION:
4008         case PM_POST_SUSPEND:
4009                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4010                         rcu_unexpedite_gp();
4011                 break;
4012         default:
4013                 break;
4014         }
4015         return NOTIFY_OK;
4016 }
4017
4018 /*
4019  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4020  */
4021 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4022 {
4023         unsigned long flags;
4024         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4025         struct rcu_node *rnp;
4026         struct rcu_state *rsp;
4027         struct sched_param sp;
4028         struct task_struct *t;
4029
4030         /* Force priority into range. */
4031         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4032                 kthread_prio = 1;
4033         else if (kthread_prio < 0)
4034                 kthread_prio = 0;
4035         else if (kthread_prio > 99)
4036                 kthread_prio = 99;
4037         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4038                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4039                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4040
4041         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4042         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4043                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4044                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4045                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4046                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4047                 rsp->gp_kthread = t;
4048                 if (kthread_prio) {
4049                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4050                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4051                 }
4052                 wake_up_process(t);
4053                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4054         }
4055         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4056         rcu_spawn_boost_kthreads();
4057         return 0;
4058 }
4059 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4060
4061 /*
4062  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4063  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4064  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4065  * task is booting the system).  After this function is called, the
4066  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4067  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4068  */
4069 void rcu_scheduler_starting(void)
4070 {
4071         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4072         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4073         rcu_scheduler_active = 1;
4074 }
4075
4076 /*
4077  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4078  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4079  */
4080 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4081 {
4082         int i;
4083
4084         if (rcu_fanout_exact) {
4085                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4086                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4087                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4088         } else {
4089                 int ccur;
4090                 int cprv;
4091
4092                 cprv = nr_cpu_ids;
4093                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4094                         ccur = levelcnt[i];
4095                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4096                         cprv = ccur;
4097                 }
4098         }
4099 }
4100
4101 /*
4102  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4103  */
4104 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
4105                 struct rcu_data __percpu *rda)
4106 {
4107         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4108         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4109         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4110         static const char * const exp_sched[] = RCU_EXP_SCHED_NAME_INIT;
4111         static u8 fl_mask = 0x1;
4112
4113         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4114         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4115         int cpustride = 1;
4116         int i;
4117         int j;
4118         struct rcu_node *rnp;
4119
4120         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4121
4122         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4123         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4124                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4125
4126         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4127
4128         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4129                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4130         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4131                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4132         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4133         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4134         fl_mask <<= 1;
4135
4136         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4137
4138         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4139                 cpustride *= levelspread[i];
4140                 rnp = rsp->level[i];
4141                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4142                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4143                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4144                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4145                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4146                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4147                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4148                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4149                         rnp->completed = rsp->completed;
4150                         rnp->qsmask = 0;
4151                         rnp->qsmaskinit = 0;
4152                         rnp->grplo = j * cpustride;
4153                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4154                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4155                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4156                         if (i == 0) {
4157                                 rnp->grpnum = 0;
4158                                 rnp->grpmask = 0;
4159                                 rnp->parent = NULL;
4160                         } else {
4161                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4162                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4163                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4164                                               j / levelspread[i - 1];
4165                         }
4166                         rnp->level = i;
4167                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4168                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4169                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4170                         if (rsp == &rcu_sched_state)
4171                                 lockdep_set_class_and_name(
4172                                         &rnp->exp_funnel_mutex,
4173                                         &rcu_exp_sched_class[i], exp_sched[i]);
4174                         else
4175                                 lockdep_set_class_and_name(
4176                                         &rnp->exp_funnel_mutex,
4177                                         &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4178                 }
4179         }
4180
4181         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4182         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4183         for_each_possible_cpu(i) {
4184                 while (i > rnp->grphi)
4185                         rnp++;
4186                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4187                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4188         }
4189         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4190 }
4191
4192 /*
4193  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4194  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4195  * the ->node array in the rcu_state structure.
4196  */
4197 static void __init rcu_init_geometry(void)
4198 {
4199         ulong d;
4200         int i;
4201         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4202
4203         /*
4204          * Initialize any unspecified boot parameters.
4205          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4206          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4207          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4208          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4209          */
4210         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4211         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4212                 jiffies_till_first_fqs = d;
4213         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4214                 jiffies_till_next_fqs = d;
4215
4216         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4217         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4218             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4219                 return;
4220         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4221                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4222
4223         /*
4224          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
4225          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
4226          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
4227          * the rcu_node masks.  Complain and fall back to the compile-
4228          * time values if these limits are exceeded.
4229          */
4230         if (rcu_fanout_leaf < RCU_FANOUT_LEAF ||
4231             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4232                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4233                 WARN_ON(1);
4234                 return;
4235         }
4236
4237         /*
4238          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4239          * with the given number of levels.
4240          */
4241         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4242         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4243                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4244
4245         /*
4246          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4247          * If this limit is exceeded than we have a serious problem elsewhere.
4248          */
4249         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1])
4250                 panic("rcu_init_geometry: rcu_capacity[] is too small");
4251
4252         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4253         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4254         }
4255         rcu_num_lvls = i + 1;
4256
4257         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4258         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4259                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4260                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4261         }
4262
4263         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4264         rcu_num_nodes = 0;
4265         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4266                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4267 }
4268
4269 /*
4270  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4271  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4272  */
4273 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4274 {
4275         int level = 0;
4276         struct rcu_node *rnp;
4277
4278         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4279         pr_info(" ");
4280         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4281                 if (rnp->level != level) {
4282                         pr_cont("\n");
4283                         pr_info(" ");
4284                         level = rnp->level;
4285                 }
4286                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4287         }
4288         pr_cont("\n");
4289 }
4290
4291 void __init rcu_init(void)
4292 {
4293         int cpu;
4294
4295         rcu_early_boot_tests();
4296
4297         rcu_bootup_announce();
4298         rcu_init_geometry();
4299         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4300         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4301         if (dump_tree)
4302                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4303         __rcu_init_preempt();
4304         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4305
4306         /*
4307          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4308          * this is called early in boot, before either interrupts
4309          * or the scheduler are operational.
4310          */
4311         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4312         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4313         for_each_online_cpu(cpu)
4314                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4315 }
4316
4317 #include "tree_plugin.h"