]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge branch 'ras-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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
75 /*
76  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
77  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
78  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
79  * that points to the string being used, and this will allow
80  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
81  * address to the matching string.
82  */
83 #ifdef CONFIG_TRACING
84 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
85 static char sname##_varname[] = #sname; \
86 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
88 #else
89 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
90 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
91 #endif
92
93 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
94 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
95 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
96 struct rcu_state sname##_state = { \
97         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
98         .rda = &sname##_data, \
99         .call = cr, \
100         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
101         .gpnum = 0UL - 300UL, \
102         .completed = 0UL - 300UL, \
103         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
104         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
105         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
106         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
107         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
108         .abbr = sabbr, \
109 }
110
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
112 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
113
114 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
115 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p;
116 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
117
118 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
119 static bool dump_tree;
120 module_param(dump_tree, bool, 0444);
121 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
122 static bool rcu_fanout_exact;
123 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
124 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
125 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
126 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
127 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
128 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
129 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
130 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
134  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
135  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
136  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
137  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
138  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
139  * positives from lockdep-RCU error checking.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165
166 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
167 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
168 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
169 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
170 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
171 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
172 module_param(kthread_prio, int, 0644);
173
174 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
175
176 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
177 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
178 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
179 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
180 static const int gp_preinit_delay;
181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
182
183 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
184 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
185 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
186 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
187 static const int gp_init_delay;
188 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
189
190 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
191 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
192 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
193 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
194 static const int gp_cleanup_delay;
195 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
196
197 /*
198  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
199  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
200  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
201  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
202  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
203  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
204  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
205  */
206 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
207
208 /*
209  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
210  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
211  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
212  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
213  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
214  * These variables enable correlating rcutorture output with the
215  * RCU tracing information.
216  */
217 unsigned long rcutorture_testseq;
218 unsigned long rcutorture_vernum;
219
220 /*
221  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
222  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
223  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
224  * in most contexts.
225  */
226 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
227 {
228         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
229 }
230
231 /*
232  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
233  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
234  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
235  */
236 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
237 {
238         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
239 }
240
241 /*
242  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
243  * how many quiescent states passed, just if there was at least
244  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
245  * The caller must have disabled preemption.
246  */
247 void rcu_sched_qs(void)
248 {
249         unsigned long flags;
250
251         if (__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s)) {
252                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
253                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
254                                        TPS("cpuqs"));
255                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
256                 if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
257                         return;
258                 local_irq_save(flags);
259                 if (__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)) {
260                         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
261                         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
262                                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data),
263                                            true);
264                 }
265                 local_irq_restore(flags);
266         }
267 }
268
269 void rcu_bh_qs(void)
270 {
271         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
272                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
273                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
274                                        TPS("cpuqs"));
275                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
276         }
277 }
278
279 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
280
281 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
282         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
283         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
284 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
285         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
286         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
287 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
288 };
289
290 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
291 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
292
293 /*
294  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
295  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
296  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
297  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
298  * this CPU might (or might not) do in the near future.
299  *
300  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
301  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
302  * by two.
303  */
304 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
305 {
306         unsigned long flags;
307         struct rcu_data *rdp;
308         struct rcu_dynticks *rdtp;
309         int resched_mask;
310         struct rcu_state *rsp;
311
312         local_irq_save(flags);
313
314         /*
315          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
316          * the flag will be set again after some delay.
317          */
318         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
319         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
320
321         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
322         for_each_rcu_flavor(rsp) {
323                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
324                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
325                         continue;
326                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
327                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
328                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
329                         continue;
330
331                 /*
332                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
333                  * This allows the grace-period kthread to record the
334                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
335                  * further.
336                  */
337                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
338                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
339                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
340                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
341                 break;
342         }
343         local_irq_restore(flags);
344 }
345
346 /*
347  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
348  * and requires special handling for preemptible RCU.
349  * The caller must have disabled preemption.
350  */
351 void rcu_note_context_switch(void)
352 {
353         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
354         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
355         rcu_sched_qs();
356         rcu_preempt_note_context_switch();
357         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
358                 rcu_momentary_dyntick_idle();
359         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
360         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
361 }
362 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
363
364 /*
365  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
366  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
367  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
368  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
369  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
370  * all RCU flavors.
371  *
372  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
373  * called externally, but just in case this is called from within this
374  * file.
375  *
376  */
377 void rcu_all_qs(void)
378 {
379         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
380         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
381                 rcu_momentary_dyntick_idle();
382         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
383         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
384 }
385 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
386
387 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
388 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
389 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
390
391 module_param(blimit, long, 0444);
392 module_param(qhimark, long, 0444);
393 module_param(qlowmark, long, 0444);
394
395 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
396 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
397
398 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
399 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
400
401 /*
402  * How long the grace period must be before we start recruiting
403  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
404  */
405 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
406 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
407
408 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
409                                   struct rcu_data *rdp);
410 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
411                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
412                                   unsigned long *maxj),
413                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
414 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
415 static int rcu_pending(void);
416
417 /*
418  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
419  */
420 unsigned long rcu_batches_started(void)
421 {
422         return rcu_state_p->gpnum;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
425
426 /*
427  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
428  */
429 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
430 {
431         return rcu_sched_state.gpnum;
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
434
435 /*
436  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
437  */
438 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
439 {
440         return rcu_bh_state.gpnum;
441 }
442 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
443
444 /*
445  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
446  */
447 unsigned long rcu_batches_completed(void)
448 {
449         return rcu_state_p->completed;
450 }
451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
452
453 /*
454  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
455  */
456 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
457 {
458         return rcu_sched_state.completed;
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
461
462 /*
463  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
464  */
465 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
466 {
467         return rcu_bh_state.completed;
468 }
469 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
470
471 /*
472  * Force a quiescent state.
473  */
474 void rcu_force_quiescent_state(void)
475 {
476         force_quiescent_state(rcu_state_p);
477 }
478 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
479
480 /*
481  * Force a quiescent state for RCU BH.
482  */
483 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
484 {
485         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
488
489 /*
490  * Force a quiescent state for RCU-sched.
491  */
492 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
493 {
494         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
497
498 /*
499  * Show the state of the grace-period kthreads.
500  */
501 void show_rcu_gp_kthreads(void)
502 {
503         struct rcu_state *rsp;
504
505         for_each_rcu_flavor(rsp) {
506                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
507                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
508                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
509         }
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
512
513 /*
514  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
515  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
516  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
517  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
518  * store this state in rcutorture itself.
519  */
520 void rcutorture_record_test_transition(void)
521 {
522         rcutorture_testseq++;
523         rcutorture_vernum = 0;
524 }
525 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
526
527 /*
528  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
529  */
530 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
531                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
532 {
533         struct rcu_state *rsp = NULL;
534
535         switch (test_type) {
536         case RCU_FLAVOR:
537                 rsp = rcu_state_p;
538                 break;
539         case RCU_BH_FLAVOR:
540                 rsp = &rcu_bh_state;
541                 break;
542         case RCU_SCHED_FLAVOR:
543                 rsp = &rcu_sched_state;
544                 break;
545         default:
546                 break;
547         }
548         if (rsp != NULL) {
549                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
550                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
551                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
552                 return;
553         }
554         *flags = 0;
555         *gpnum = 0;
556         *completed = 0;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
559
560 /*
561  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
562  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
563  * messages.
564  */
565 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
566 {
567         rcutorture_vernum++;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
570
571 /*
572  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
573  */
574 static int
575 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
576 {
577         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
578                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
579 }
580
581 /*
582  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
583  */
584 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
585 {
586         return &rsp->node[0];
587 }
588
589 /*
590  * Is there any need for future grace periods?
591  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
592  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
593  */
594 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
595 {
596         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
597         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
598         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
599
600         return READ_ONCE(*fp);
601 }
602
603 /*
604  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
605  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
606  * normal callback registry.
607  */
608 static int
609 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
610 {
611         int i;
612
613         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
614                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
615         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
616                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
617         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
618                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
619         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
620                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
621         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
622                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
623                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
624                                  rdp->nxtcompleted[i]))
625                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
626         return 0; /* No grace period needed. */
627 }
628
629 /*
630  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
631  *
632  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
633  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
634  * The caller must have disabled interrupts.
635  */
636 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
637 {
638         struct rcu_state *rsp;
639         struct rcu_data *rdp;
640         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
641
642         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
643         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
644             !user && !is_idle_task(current)) {
645                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
646                         idle_task(smp_processor_id());
647
648                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
649                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
650                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
651                           current->pid, current->comm,
652                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
653         }
654         for_each_rcu_flavor(rsp) {
655                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
656                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
657         }
658         rcu_prepare_for_idle();
659         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
660         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
661         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
662         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
663         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
664                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
665         rcu_dynticks_task_enter();
666
667         /*
668          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
669          * in an RCU read-side critical section.
670          */
671         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
672                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
673         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
674                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
675         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
676                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
677 }
678
679 /*
680  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
681  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
682  */
683 static void rcu_eqs_enter(bool user)
684 {
685         long long oldval;
686         struct rcu_dynticks *rdtp;
687
688         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
689         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
690         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
691                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
692         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
693                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
694                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
695         } else {
696                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
697         }
698 }
699
700 /**
701  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
702  *
703  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
704  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
705  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
706  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
707  *
708  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
709  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
710  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
711  */
712 void rcu_idle_enter(void)
713 {
714         unsigned long flags;
715
716         local_irq_save(flags);
717         rcu_eqs_enter(false);
718         rcu_sysidle_enter(0);
719         local_irq_restore(flags);
720 }
721 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
722
723 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
724 /**
725  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
726  *
727  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
728  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
729  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
730  * when the CPU runs in userspace.
731  */
732 void rcu_user_enter(void)
733 {
734         rcu_eqs_enter(1);
735 }
736 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
737
738 /**
739  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
740  *
741  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
742  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
743  * sections can occur.
744  *
745  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
746  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
747  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
748  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
749  *
750  * Use things like work queues to work around this limitation.
751  *
752  * You have been warned.
753  */
754 void rcu_irq_exit(void)
755 {
756         unsigned long flags;
757         long long oldval;
758         struct rcu_dynticks *rdtp;
759
760         local_irq_save(flags);
761         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
762         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
763         rdtp->dynticks_nesting--;
764         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
765                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
766         if (rdtp->dynticks_nesting)
767                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
768         else
769                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
770         rcu_sysidle_enter(1);
771         local_irq_restore(flags);
772 }
773
774 /*
775  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
776  *
777  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
778  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
779  * The caller must have disabled interrupts.
780  */
781 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
782 {
783         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
784
785         rcu_dynticks_task_exit();
786         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
787         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
788         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
789         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
790         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
791                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
792         rcu_cleanup_after_idle();
793         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
794         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
795             !user && !is_idle_task(current)) {
796                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
797                         idle_task(smp_processor_id());
798
799                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
800                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
801                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
802                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
803                           current->pid, current->comm,
804                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
805         }
806 }
807
808 /*
809  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
810  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
811  */
812 static void rcu_eqs_exit(bool user)
813 {
814         struct rcu_dynticks *rdtp;
815         long long oldval;
816
817         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
818         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
819         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
820         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
821                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
822         } else {
823                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
824                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
825         }
826 }
827
828 /**
829  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
830  *
831  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
832  * read-side critical sections can occur.
833  *
834  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
835  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
836  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
837  * now starting.
838  */
839 void rcu_idle_exit(void)
840 {
841         unsigned long flags;
842
843         local_irq_save(flags);
844         rcu_eqs_exit(false);
845         rcu_sysidle_exit(0);
846         local_irq_restore(flags);
847 }
848 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
849
850 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
851 /**
852  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
853  *
854  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
855  * run a RCU read side critical section anytime.
856  */
857 void rcu_user_exit(void)
858 {
859         rcu_eqs_exit(1);
860 }
861 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
862
863 /**
864  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
865  *
866  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
867  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
868  * sections can occur.
869  *
870  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
871  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
872  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
873  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
874  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
875  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
876  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
877  *
878  * Use things like work queues to work around this limitation.
879  *
880  * You have been warned.
881  */
882 void rcu_irq_enter(void)
883 {
884         unsigned long flags;
885         struct rcu_dynticks *rdtp;
886         long long oldval;
887
888         local_irq_save(flags);
889         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
890         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
891         rdtp->dynticks_nesting++;
892         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
893                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
894         if (oldval)
895                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
896         else
897                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
898         rcu_sysidle_exit(1);
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901
902 /**
903  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
904  *
905  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
906  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
907  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
908  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
909  * run out of stack space first.)
910  */
911 void rcu_nmi_enter(void)
912 {
913         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
914         int incby = 2;
915
916         /* Complain about underflow. */
917         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
918
919         /*
920          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
921          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
922          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
923          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
924          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
925          * period (observation due to Andy Lutomirski).
926          */
927         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
928                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
929                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
930                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
931                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
932                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
933                 incby = 1;
934         }
935         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
936         barrier();
937 }
938
939 /**
940  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
941  *
942  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
943  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
944  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
945  * being RCU-idle.
946  */
947 void rcu_nmi_exit(void)
948 {
949         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
950
951         /*
952          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
953          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
954          * to us!)
955          */
956         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
957         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
958
959         /*
960          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
961          * leave it in non-RCU-idle state.
962          */
963         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
964                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
965                 return;
966         }
967
968         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
969         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
970         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
971         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
972         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
973         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
974         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
975 }
976
977 /**
978  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
979  *
980  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
981  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
982  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
983  * least disabled preemption.
984  */
985 bool notrace __rcu_is_watching(void)
986 {
987         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
988 }
989
990 /**
991  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
992  *
993  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
994  * or NMI handler, return true.
995  */
996 bool notrace rcu_is_watching(void)
997 {
998         bool ret;
999
1000         preempt_disable_notrace();
1001         ret = __rcu_is_watching();
1002         preempt_enable_notrace();
1003         return ret;
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1006
1007 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1008
1009 /*
1010  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1011  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1012  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1013  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1014  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1015  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1016  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1017  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1018  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1019  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1020  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1021  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1022  * notifiers.
1023  *
1024  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1025  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1026  *
1027  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1028  * errors from NMI handlers anyway.
1029  */
1030 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1031 {
1032         struct rcu_data *rdp;
1033         struct rcu_node *rnp;
1034         bool ret;
1035
1036         if (in_nmi())
1037                 return true;
1038         preempt_disable();
1039         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1040         rnp = rdp->mynode;
1041         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1042               !rcu_scheduler_fully_active;
1043         preempt_enable();
1044         return ret;
1045 }
1046 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1047
1048 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1049
1050 /**
1051  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1052  *
1053  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1054  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1055  * disabled preemption.
1056  */
1057 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1058 {
1059         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1064  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1065  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1066  */
1067 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1068                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1069 {
1070         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1071         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1072         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1073                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1074                 return 1;
1075         } else {
1076                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1077                                  rdp->mynode->gpnum))
1078                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1079                 return 0;
1080         }
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1085  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1086  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1087  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1088  */
1089 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1090                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1091 {
1092         unsigned int curr;
1093         int *rcrmp;
1094         unsigned int snap;
1095
1096         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1097         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1098
1099         /*
1100          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1101          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1102          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1103          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1104          * read-side critical section that started before the beginning
1105          * of the current RCU grace period.
1106          */
1107         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1108                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1109                 rdp->dynticks_fqs++;
1110                 return 1;
1111         }
1112
1113         /*
1114          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1115          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1116          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1117          * quiescent state.
1118          *
1119          * The reason for insisting that the grace period be at least
1120          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1121          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1122          * sections.
1123          */
1124         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1125                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1126         barrier();
1127         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1128                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1129                 rdp->offline_fqs++;
1130                 return 1;
1131         }
1132
1133         /*
1134          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1135          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1136          * even context-switching back and forth between a pair of
1137          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1138          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1139          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1140          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1141          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1142          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1143          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1144          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1145          * there are at most four threads involved, and because the
1146          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1147          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1148          * quite low.
1149          *
1150          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1151          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1152          * warning delay.
1153          */
1154         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1155         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1156                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1157             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1158                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1159                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1160                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1161                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1162                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1163                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1164                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1165                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1166                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1167                         /* Time to beat on that CPU again! */
1168                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1169                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1170                 }
1171         }
1172
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1177 {
1178         unsigned long j = jiffies;
1179         unsigned long j1;
1180
1181         rsp->gp_start = j;
1182         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1183         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1184         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1185         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1186         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1191  */
1192 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1193 {
1194         unsigned long gpa;
1195         unsigned long j;
1196
1197         j = jiffies;
1198         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1199         if (j - gpa > 2 * HZ)
1200                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x s%d ->state=%#lx\n",
1201                        rsp->name, j - gpa,
1202                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1203                        rsp->gp_flags, rsp->gp_state,
1204                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1209  */
1210 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1211 {
1212         int cpu;
1213         unsigned long flags;
1214         struct rcu_node *rnp;
1215
1216         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1217                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1218                 if (rnp->qsmask != 0) {
1219                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1220                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1221                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1222                 }
1223                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1224         }
1225 }
1226
1227 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1228 {
1229         int cpu;
1230         long delta;
1231         unsigned long flags;
1232         unsigned long gpa;
1233         unsigned long j;
1234         int ndetected = 0;
1235         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1236         long totqlen = 0;
1237
1238         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1239
1240         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1241         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1242         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1243                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1244                 return;
1245         }
1246         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1247                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1248         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1249
1250         /*
1251          * OK, time to rat on our buddy...
1252          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1253          * RCU CPU stall warnings.
1254          */
1255         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1256                rsp->name);
1257         print_cpu_stall_info_begin();
1258         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1259                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1260                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1261                 if (rnp->qsmask != 0) {
1262                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1263                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1264                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1265                                                              rnp->grplo + cpu);
1266                                         ndetected++;
1267                                 }
1268                 }
1269                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1270         }
1271
1272         print_cpu_stall_info_end();
1273         for_each_possible_cpu(cpu)
1274                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1275         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1276                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1277                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1278         if (ndetected) {
1279                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1280         } else {
1281                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1282                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1283                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1284                 } else {
1285                         j = jiffies;
1286                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1287                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1288                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1289                                jiffies_till_next_fqs,
1290                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1291                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1292                         sched_show_task(current);
1293                 }
1294         }
1295
1296         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1297         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1298
1299         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1300
1301         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1302 }
1303
1304 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1305 {
1306         int cpu;
1307         unsigned long flags;
1308         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1309         long totqlen = 0;
1310
1311         /*
1312          * OK, time to rat on ourselves...
1313          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1314          * RCU CPU stall warnings.
1315          */
1316         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1317         print_cpu_stall_info_begin();
1318         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1319         print_cpu_stall_info_end();
1320         for_each_possible_cpu(cpu)
1321                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1322         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1323                 jiffies - rsp->gp_start,
1324                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1325
1326         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1327
1328         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1329
1330         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1331         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1332                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1333                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1334         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1335
1336         /*
1337          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1338          *
1339          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1340          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1341          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1342          */
1343         resched_cpu(smp_processor_id());
1344 }
1345
1346 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1347 {
1348         unsigned long completed;
1349         unsigned long gpnum;
1350         unsigned long gps;
1351         unsigned long j;
1352         unsigned long js;
1353         struct rcu_node *rnp;
1354
1355         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1356                 return;
1357         j = jiffies;
1358
1359         /*
1360          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1361          *
1362          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1363          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1364          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1365          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1366          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1367          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1368          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1369          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1370          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1371          * from rsp->gpnum.
1372          *
1373          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1374          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1375          */
1376         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1377         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1378         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1379         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1380         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1381         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1382         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1383         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1384             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1385             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1386                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1387         rnp = rdp->mynode;
1388         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1389             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1390
1391                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1392                 print_cpu_stall(rsp);
1393
1394         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1395                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1396
1397                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1398                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1399         }
1400 }
1401
1402 /**
1403  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1404  *
1405  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1406  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1407  * RCU grace periods.
1408  *
1409  * The caller must disable hard irqs.
1410  */
1411 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1412 {
1413         struct rcu_state *rsp;
1414
1415         for_each_rcu_flavor(rsp)
1416                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1421  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1422  * no-callbacks CPUs.
1423  */
1424 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1425 {
1426         int i;
1427
1428         rdp->nxtlist = NULL;
1429         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1430                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1435  */
1436 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1437 {
1438         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1439                 return;
1440         init_default_callback_list(rdp);
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1445  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1446  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1447  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1448  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1449  *
1450  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1451  */
1452 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1453                                        struct rcu_node *rnp)
1454 {
1455         /*
1456          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1457          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1458          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1459          * period might have started, but just not yet gotten around
1460          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1461          */
1462         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1463                 return rnp->completed + 1;
1464
1465         /*
1466          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1467          * then the subsequent full grace period.
1468          */
1469         return rnp->completed + 2;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1474  * rcu_nocb_wait_gp().
1475  */
1476 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1477                                 unsigned long c, const char *s)
1478 {
1479         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1480                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1481                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1486  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1487  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1488  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1489  *
1490  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1491  */
1492 static bool __maybe_unused
1493 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1494                     unsigned long *c_out)
1495 {
1496         unsigned long c;
1497         int i;
1498         bool ret = false;
1499         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1500
1501         /*
1502          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1503          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1504          */
1505         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1506         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1507         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1508                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1509                 goto out;
1510         }
1511
1512         /*
1513          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1514          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1515          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1516          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1517          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1518          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1519          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1520          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1521          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1522          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1523          * doing some extra useless work.
1524          */
1525         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1526             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1527                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1528                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1529                 goto out;
1530         }
1531
1532         /*
1533          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1534          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1535          * start one (if needed).
1536          */
1537         if (rnp != rnp_root) {
1538                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1539                 smp_mb__after_unlock_lock();
1540         }
1541
1542         /*
1543          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1544          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1545          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1546          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1547          */
1548         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1549         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1550                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1551                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1552
1553         /*
1554          * If the needed for the required grace period is already
1555          * recorded, trace and leave.
1556          */
1557         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1558                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1559                 goto unlock_out;
1560         }
1561
1562         /* Record the need for the future grace period. */
1563         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1564
1565         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1566         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1567                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1568         } else {
1569                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1570                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1571         }
1572 unlock_out:
1573         if (rnp != rnp_root)
1574                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1575 out:
1576         if (c_out != NULL)
1577                 *c_out = c;
1578         return ret;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1583  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1584  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1585  * waiting for this grace period to complete.
1586  */
1587 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1588 {
1589         int c = rnp->completed;
1590         int needmore;
1591         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1592
1593         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1594         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1595         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1596         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1597                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1598         return needmore;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1603  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1604  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1605  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1606  * a kthread that has not yet been created.
1607  */
1608 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1609 {
1610         if (current == rsp->gp_kthread ||
1611             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1612             !rsp->gp_kthread)
1613                 return;
1614         wake_up(&rsp->gp_wq);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1619  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1620  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1621  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1622  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1623  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1624  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1625  * awaken the RCU grace-period kthread.
1626  *
1627  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1628  */
1629 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1630                                struct rcu_data *rdp)
1631 {
1632         unsigned long c;
1633         int i;
1634         bool ret;
1635
1636         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1637         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1638                 return false;
1639
1640         /*
1641          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1642          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1643          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1644          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1645          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1646          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1647          *
1648          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1649          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1650          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1651          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1652          * been assigned a ->completed number.
1653          */
1654         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1655         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1656                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1657                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1658                         break;
1659
1660         /*
1661          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1662          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1663          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1664          * be grouped into.
1665          */
1666         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1667                 return false;
1668
1669         /*
1670          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1671          * full grace period and group them all in the sublist initially
1672          * indexed by "i".
1673          */
1674         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1675                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1676                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1677         }
1678         /* Record any needed additional grace periods. */
1679         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1680
1681         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1682         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1683                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1684         else
1685                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1691  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1692  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1693  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1694  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1695  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1696  *
1697  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1698  */
1699 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1700                             struct rcu_data *rdp)
1701 {
1702         int i, j;
1703
1704         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1705         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1706                 return false;
1707
1708         /*
1709          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1710          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1711          */
1712         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1713                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1714                         break;
1715                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1716         }
1717         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1718         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1719                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1720
1721         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1722         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1723                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1724                         break;
1725                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1726                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1727         }
1728
1729         /* Classify any remaining callbacks. */
1730         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1735  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1736  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1737  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1738  */
1739 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1740                               struct rcu_data *rdp)
1741 {
1742         bool ret;
1743
1744         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1745         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1746             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1747
1748                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1749                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1750
1751         } else {
1752
1753                 /* Advance callbacks. */
1754                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1755
1756                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1757                 rdp->completed = rnp->completed;
1758                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1759         }
1760
1761         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1762                 /*
1763                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1764                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1765                  * go looking for one.
1766                  */
1767                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1768                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1769                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1770                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1771                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1772                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1773                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1774         }
1775         return ret;
1776 }
1777
1778 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1779 {
1780         unsigned long flags;
1781         bool needwake;
1782         struct rcu_node *rnp;
1783
1784         local_irq_save(flags);
1785         rnp = rdp->mynode;
1786         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1787              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1788              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1789             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1790                 local_irq_restore(flags);
1791                 return;
1792         }
1793         smp_mb__after_unlock_lock();
1794         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1795         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1796         if (needwake)
1797                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1798 }
1799
1800 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1801 {
1802         if (delay > 0 &&
1803             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1804                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1809  */
1810 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1811 {
1812         unsigned long oldmask;
1813         struct rcu_data *rdp;
1814         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1815
1816         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1817         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1818         smp_mb__after_unlock_lock();
1819         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1820                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1821                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1822                 return 0;
1823         }
1824         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1825
1826         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1827                 /*
1828                  * Grace period already in progress, don't start another.
1829                  * Not supposed to be able to happen.
1830                  */
1831                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1832                 return 0;
1833         }
1834
1835         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1836         record_gp_stall_check_time(rsp);
1837         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1838         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1839         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1840         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1841
1842         /*
1843          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1844          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1845          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1846          * will handle subsequent offline CPUs.
1847          */
1848         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1849                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1850                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1851                 smp_mb__after_unlock_lock();
1852                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1853                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1854                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1855                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1856                         continue;
1857                 }
1858
1859                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1860                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1861                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1862
1863                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1864                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1865                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1866                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1867                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1868                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1869                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1870                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1871                 }
1872
1873                 /*
1874                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1875                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1876                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1877                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1878                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1879                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1880                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1881                  */
1882                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1883                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1884                      rnp->qsmaskinit)) {
1885                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1886                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1887                 }
1888
1889                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1890         }
1891
1892         /*
1893          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1894          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1895          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1896          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1897          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1898          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1899          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1900          * CPU-hotplug operations.
1901          *
1902          * The grace period cannot complete until the initialization
1903          * process finishes, because this kthread handles both.
1904          */
1905         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1906                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1907                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1908                 smp_mb__after_unlock_lock();
1909                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1910                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1911                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1912                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1913                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1914                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1915                 if (rnp == rdp->mynode)
1916                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1917                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1918                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1919                                             rnp->level, rnp->grplo,
1920                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1921                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1922                 cond_resched_rcu_qs();
1923                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1924         }
1925
1926         return 1;
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1931  * at force-quiescent-state time.
1932  */
1933 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1934 {
1935         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1936
1937         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1938         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1939         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1940                 return true;
1941
1942         /* The current grace period has completed. */
1943         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1944                 return true;
1945
1946         return false;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Do one round of quiescent-state forcing.
1951  */
1952 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1953 {
1954         bool isidle = false;
1955         unsigned long maxj;
1956         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1957
1958         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1959         rsp->n_force_qs++;
1960         if (first_time) {
1961                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1962                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1963                         isidle = true;
1964                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1965                 }
1966                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1967                              &isidle, &maxj);
1968                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1969         } else {
1970                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1971                 isidle = true;
1972                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1973         }
1974         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1975         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1976                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1977                 smp_mb__after_unlock_lock();
1978                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1979                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1980                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1981         }
1982 }
1983
1984 /*
1985  * Clean up after the old grace period.
1986  */
1987 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1988 {
1989         unsigned long gp_duration;
1990         bool needgp = false;
1991         int nocb = 0;
1992         struct rcu_data *rdp;
1993         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1994
1995         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1996         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1997         smp_mb__after_unlock_lock();
1998         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1999         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2000                 rsp->gp_max = gp_duration;
2001
2002         /*
2003          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2004          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2005          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2006          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2007          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2008          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2009          */
2010         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2011
2012         /*
2013          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2014          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2015          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2016          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2017          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2018          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2019          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2020          */
2021         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2022                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2023                 smp_mb__after_unlock_lock();
2024                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2025                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2026                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2027                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2028                 if (rnp == rdp->mynode)
2029                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2030                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2031                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2032                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2033                 cond_resched_rcu_qs();
2034                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2035                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2036         }
2037         rnp = rcu_get_root(rsp);
2038         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2039         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
2040         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2041
2042         /* Declare grace period done. */
2043         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2044         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2045         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2046         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2047         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2048         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2049         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2050                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2051                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2052                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2053                                        TPS("newreq"));
2054         }
2055         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Body of kthread that handles grace periods.
2060  */
2061 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2062 {
2063         bool first_gp_fqs;
2064         int gf;
2065         unsigned long j;
2066         int ret;
2067         struct rcu_state *rsp = arg;
2068         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2069
2070         rcu_bind_gp_kthread();
2071         for (;;) {
2072
2073                 /* Handle grace-period start. */
2074                 for (;;) {
2075                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2076                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2077                                                TPS("reqwait"));
2078                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2079                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2080                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2081                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2082                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2083                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2084                         if (rcu_gp_init(rsp))
2085                                 break;
2086                         cond_resched_rcu_qs();
2087                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2088                         WARN_ON(signal_pending(current));
2089                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2090                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2091                                                TPS("reqwaitsig"));
2092                 }
2093
2094                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2095                 first_gp_fqs = true;
2096                 j = jiffies_till_first_fqs;
2097                 if (j > HZ) {
2098                         j = HZ;
2099                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2100                 }
2101                 ret = 0;
2102                 for (;;) {
2103                         if (!ret)
2104                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2105                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2106                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2107                                                TPS("fqswait"));
2108                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2109                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2110                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2111                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2112                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2113                         /* If grace period done, leave loop. */
2114                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2115                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2116                                 break;
2117                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2118                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2119                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2120                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2121                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2122                                                        TPS("fqsstart"));
2123                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2124                                 first_gp_fqs = false;
2125                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2126                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2127                                                        TPS("fqsend"));
2128                                 cond_resched_rcu_qs();
2129                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2130                         } else {
2131                                 /* Deal with stray signal. */
2132                                 cond_resched_rcu_qs();
2133                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2134                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2135                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2136                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2137                                                        TPS("fqswaitsig"));
2138                         }
2139                         j = jiffies_till_next_fqs;
2140                         if (j > HZ) {
2141                                 j = HZ;
2142                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2143                         } else if (j < 1) {
2144                                 j = 1;
2145                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2146                         }
2147                 }
2148
2149                 /* Handle grace-period end. */
2150                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2151                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2152                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2153         }
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2158  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2159  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2160  *
2161  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2162  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2163  * quiescent state.
2164  *
2165  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2166  */
2167 static bool
2168 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2169                       struct rcu_data *rdp)
2170 {
2171         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2172                 /*
2173                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2174                  * task, this CPU does not need another grace period,
2175                  * or a grace period is already in progress.
2176                  * Either way, don't start a new grace period.
2177                  */
2178                 return false;
2179         }
2180         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2181         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2182                                TPS("newreq"));
2183
2184         /*
2185          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2186          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2187          * the wakeup to our caller.
2188          */
2189         return true;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2194  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2195  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2196  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2197  * that is encountered beforehand.
2198  *
2199  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2200  */
2201 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2202 {
2203         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2204         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2205         bool ret = false;
2206
2207         /*
2208          * If there is no grace period in progress right now, any
2209          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2210          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2211          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2212          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2213          * then start the grace period!
2214          */
2215         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2216         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2217         return ret;
2218 }
2219
2220 /*
2221  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2222  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2223  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2224  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2225  * is released before return.
2226  */
2227 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2228         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2229 {
2230         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2231         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2232         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2233         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2238  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2239  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2240  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2241  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2242  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2243  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2244  * must be held upon entry, and it is released before return.
2245  */
2246 static void
2247 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2248                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2249         __releases(rnp->lock)
2250 {
2251         unsigned long oldmask = 0;
2252         struct rcu_node *rnp_c;
2253
2254         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2255         for (;;) {
2256                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2257
2258                         /*
2259                          * Our bit has already been cleared, or the
2260                          * relevant grace period is already over, so done.
2261                          */
2262                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2263                         return;
2264                 }
2265                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2266                 rnp->qsmask &= ~mask;
2267                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2268                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2269                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2270                                                  !!rnp->gp_tasks);
2271                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2272
2273                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2274                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2275                         return;
2276                 }
2277                 mask = rnp->grpmask;
2278                 if (rnp->parent == NULL) {
2279
2280                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2281
2282                         break;
2283                 }
2284                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2285                 rnp_c = rnp;
2286                 rnp = rnp->parent;
2287                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2288                 smp_mb__after_unlock_lock();
2289                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2290         }
2291
2292         /*
2293          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2294          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2295          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2296          */
2297         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2302  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2303  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2304  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2305  * disabled.
2306  */
2307 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2308                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2309         __releases(rnp->lock)
2310 {
2311         unsigned long gps;
2312         unsigned long mask;
2313         struct rcu_node *rnp_p;
2314
2315         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2316             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2317                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2318                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2319         }
2320
2321         rnp_p = rnp->parent;
2322         if (rnp_p == NULL) {
2323                 /*
2324                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2325                  * try to report up to its nonexistent parent!
2326                  */
2327                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2328                 return;
2329         }
2330
2331         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2332         gps = rnp->gpnum;
2333         mask = rnp->grpmask;
2334         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2335         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2336         smp_mb__after_unlock_lock();
2337         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2342  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2343  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2344  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2345  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2346  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2347  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2348  */
2349 static void
2350 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2351 {
2352         unsigned long flags;
2353         unsigned long mask;
2354         bool needwake;
2355         struct rcu_node *rnp;
2356
2357         rnp = rdp->mynode;
2358         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2359         smp_mb__after_unlock_lock();
2360         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2361              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2362             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2363             rdp->gpwrap) {
2364
2365                 /*
2366                  * The grace period in which this quiescent state was
2367                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2368                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2369                  * within the current grace period.
2370                  */
2371                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2372                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2373                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2374                 return;
2375         }
2376         mask = rdp->grpmask;
2377         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2378                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2379         } else {
2380                 rdp->core_needs_qs = 0;
2381
2382                 /*
2383                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2384                  * callbacks can be processed during the next GP.
2385                  */
2386                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2387
2388                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2389                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2390                 if (needwake)
2391                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2397  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2398  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2399  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2400  */
2401 static void
2402 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2403 {
2404         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2405         note_gp_changes(rsp, rdp);
2406
2407         /*
2408          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2409          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2410          */
2411         if (!rdp->core_needs_qs)
2412                 return;
2413
2414         /*
2415          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2416          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2417          */
2418         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2419             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2420                 return;
2421
2422         /*
2423          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2424          * judge of that).
2425          */
2426         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2427 }
2428
2429 /*
2430  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2431  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2432  * ->orphan_lock.
2433  */
2434 static void
2435 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2436                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2437 {
2438         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2439         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2440                 return;
2441
2442         /*
2443          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2444          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2445          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2446          */
2447         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2448                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2449                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2450                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2451                 rdp->qlen_lazy = 0;
2452                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2453         }
2454
2455         /*
2456          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2457          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2458          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2459          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2460          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2461          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2462          * we just reset the whole thing later on.
2463          */
2464         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2465                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2466                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2467                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2468         }
2469
2470         /*
2471          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2472          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2473          * required to pass though another grace period: They are done.
2474          */
2475         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2476                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2477                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2478         }
2479
2480         /*
2481          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2482          * disallow further callbacks on this CPU.
2483          */
2484         init_callback_list(rdp);
2485         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2490  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2491  */
2492 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2493 {
2494         int i;
2495         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2496
2497         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2498         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2499             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2500                 return;
2501
2502         /* Do the accounting first. */
2503         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2504         rdp->qlen += rsp->qlen;
2505         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2506         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2507                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2508         rsp->qlen_lazy = 0;
2509         rsp->qlen = 0;
2510
2511         /*
2512          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2513          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2514          * we are the task doing the rcu_barrier().
2515          */
2516
2517         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2518         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2519                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2520                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2521                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2522                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2523                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2524                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2525                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2526         }
2527
2528         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2529         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2530                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2531                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2532                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2533                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2534         }
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2539  */
2540 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2541 {
2542         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2543         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2544         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2545
2546         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2547                 return;
2548
2549         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2550         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2551                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2552                                TPS("cpuofl"));
2553 }
2554
2555 /*
2556  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2557  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2558  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2559  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2560  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2561  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2562  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2563  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2564  * updated
2565  *
2566  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2567  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2568  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2569  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2570  * invoke it again.
2571  */
2572 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2573 {
2574         long mask;
2575         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2576
2577         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2578             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2579                 return;
2580         for (;;) {
2581                 mask = rnp->grpmask;
2582                 rnp = rnp->parent;
2583                 if (!rnp)
2584                         break;
2585                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2586                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2587                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2588                 rnp->qsmask &= ~mask;
2589                 if (rnp->qsmaskinit) {
2590                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2591                         return;
2592                 }
2593                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2594         }
2595 }
2596
2597 /*
2598  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2599  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2600  * bit masks.
2601  */
2602 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2603 {
2604         unsigned long flags;
2605         unsigned long mask;
2606         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2607         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2608
2609         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2610                 return;
2611
2612         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2613         mask = rdp->grpmask;
2614         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2615         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2616         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2617         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2618 }
2619
2620 /*
2621  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2622  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2623  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2624  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2625  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2626  */
2627 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2628 {
2629         unsigned long flags;
2630         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2631         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2632
2633         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2634                 return;
2635
2636         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2637         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2638
2639         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2640         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2641         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2642         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2643         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2644
2645         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2646                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2647                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2652  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2653  */
2654 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2655 {
2656         unsigned long flags;
2657         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2658         long bl, count, count_lazy;
2659         int i;
2660
2661         /* If no callbacks are ready, just return. */
2662         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2663                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2664                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2665                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2666                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2667                 return;
2668         }
2669
2670         /*
2671          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2672          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2673          */
2674         local_irq_save(flags);
2675         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2676         bl = rdp->blimit;
2677         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2678         list = rdp->nxtlist;
2679         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2680         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2681         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2682         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2683                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2684                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2685         local_irq_restore(flags);
2686
2687         /* Invoke callbacks. */
2688         count = count_lazy = 0;
2689         while (list) {
2690                 next = list->next;
2691                 prefetch(next);
2692                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2693                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2694                         count_lazy++;
2695                 list = next;
2696                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2697                 if (++count >= bl &&
2698                     (need_resched() ||
2699                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2700                         break;
2701         }
2702
2703         local_irq_save(flags);
2704         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2705                             is_idle_task(current),
2706                             rcu_is_callbacks_kthread());
2707
2708         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2709         if (list != NULL) {
2710                 *tail = rdp->nxtlist;
2711                 rdp->nxtlist = list;
2712                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2713                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2714                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2715                         else
2716                                 break;
2717         }
2718         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2719         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2720         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2721         rdp->n_cbs_invoked += count;
2722
2723         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2724         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2725                 rdp->blimit = blimit;
2726
2727         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2728         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2729                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2730                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2731         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2732                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2733         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2734
2735         local_irq_restore(flags);
2736
2737         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2738         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2739                 invoke_rcu_core();
2740 }
2741
2742 /*
2743  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2744  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2745  * Also schedule RCU core processing.
2746  *
2747  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2748  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2749  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2750  */
2751 void rcu_check_callbacks(int user)
2752 {
2753         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2754         increment_cpu_stall_ticks();
2755         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2756
2757                 /*
2758                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2759                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2760                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2761                  * a quiescent state, so note it.
2762                  *
2763                  * No memory barrier is required here because both
2764                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2765                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2766                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2767                  */
2768
2769                 rcu_sched_qs();
2770                 rcu_bh_qs();
2771
2772         } else if (!in_softirq()) {
2773
2774                 /*
2775                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2776                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2777                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2778                  * critical section, so note it.
2779                  */
2780
2781                 rcu_bh_qs();
2782         }
2783         rcu_preempt_check_callbacks();
2784         if (rcu_pending())
2785                 invoke_rcu_core();
2786         if (user)
2787                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2788         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2793  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2794  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2795  *
2796  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2797  */
2798 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2799                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2800                                   unsigned long *maxj),
2801                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2802 {
2803         unsigned long bit;
2804         int cpu;
2805         unsigned long flags;
2806         unsigned long mask;
2807         struct rcu_node *rnp;
2808
2809         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2810                 cond_resched_rcu_qs();
2811                 mask = 0;
2812                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2813                 smp_mb__after_unlock_lock();
2814                 if (rnp->qsmask == 0) {
2815                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2816                             rsp != rcu_state_p ||
2817                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2818                                 /*
2819                                  * No point in scanning bits because they
2820                                  * are all zero.  But we might need to
2821                                  * priority-boost blocked readers.
2822                                  */
2823                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2824                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2825                                 continue;
2826                         }
2827                         if (rnp->parent &&
2828                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2829                                 /*
2830                                  * Race between grace-period
2831                                  * initialization and task exiting RCU
2832                                  * read-side critical section: Report.
2833                                  */
2834                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2835                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2836                                 continue;
2837                         }
2838                 }
2839                 cpu = rnp->grplo;
2840                 bit = 1;
2841                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2842                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2843                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2844                                         mask |= bit;
2845                         }
2846                 }
2847                 if (mask != 0) {
2848                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2849                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2850                 } else {
2851                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2852                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2853                 }
2854         }
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2859  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2860  */
2861 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2862 {
2863         unsigned long flags;
2864         bool ret;
2865         struct rcu_node *rnp;
2866         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2867
2868         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2869         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2870         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2871                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2872                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2873                 if (rnp_old != NULL)
2874                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2875                 if (ret) {
2876                         rsp->n_force_qs_lh++;
2877                         return;
2878                 }
2879                 rnp_old = rnp;
2880         }
2881         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2882
2883         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2884         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2885         smp_mb__after_unlock_lock();
2886         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2887         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2888                 rsp->n_force_qs_lh++;
2889                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2890                 return;  /* Someone beat us to it. */
2891         }
2892         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2893         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2894         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2895 }
2896
2897 /*
2898  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2899  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2900  * whom the rdp belongs.
2901  */
2902 static void
2903 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2904 {
2905         unsigned long flags;
2906         bool needwake;
2907         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2908
2909         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2910
2911         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2912         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2913
2914         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2915         local_irq_save(flags);
2916         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2917                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2918                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2919                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2920                 if (needwake)
2921                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2922         } else {
2923                 local_irq_restore(flags);
2924         }
2925
2926         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2927         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2928                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2929
2930         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2931         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Do RCU core processing for the current CPU.
2936  */
2937 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2938 {
2939         struct rcu_state *rsp;
2940
2941         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2942                 return;
2943         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2944         for_each_rcu_flavor(rsp)
2945                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2946         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2951  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2952  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2953  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2954  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2955  */
2956 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2957 {
2958         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2959                 return;
2960         if (likely(!rsp->boost)) {
2961                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2962                 return;
2963         }
2964         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2965 }
2966
2967 static void invoke_rcu_core(void)
2968 {
2969         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2970                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2971 }
2972
2973 /*
2974  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2975  */
2976 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2977                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2978 {
2979         bool needwake;
2980
2981         /*
2982          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2983          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2984          */
2985         if (!rcu_is_watching())
2986                 invoke_rcu_core();
2987
2988         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2989         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2990                 return;
2991
2992         /*
2993          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2994          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2995          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2996          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2997          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2998          */
2999         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3000
3001                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3002                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3003
3004                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3005                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3006                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3007
3008                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
3009                         smp_mb__after_unlock_lock();
3010                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3011                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
3012                         if (needwake)
3013                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3014                 } else {
3015                         /* Give the grace period a kick. */
3016                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3017                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3018                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3019                                 force_quiescent_state(rsp);
3020                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3021                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3022                 }
3023         }
3024 }
3025
3026 /*
3027  * RCU callback function to leak a callback.
3028  */
3029 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3030 {
3031 }
3032
3033 /*
3034  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3035  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3036  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3037  * is expected to specify a CPU.
3038  */
3039 static void
3040 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3041            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3042 {
3043         unsigned long flags;
3044         struct rcu_data *rdp;
3045
3046         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3047         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3048                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3049                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3050                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3051                 return;
3052         }
3053         head->func = func;
3054         head->next = NULL;
3055
3056         /*
3057          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3058          * Note that we might see a beginning right after we see an
3059          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3060          * a quiescent state betweentimes.
3061          */
3062         local_irq_save(flags);
3063         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3064
3065         /* Add the callback to our list. */
3066         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3067                 int offline;
3068
3069                 if (cpu != -1)
3070                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3071                 if (likely(rdp->mynode)) {
3072                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3073                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3074                         WARN_ON_ONCE(offline);
3075                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3076                         local_irq_restore(flags);
3077                         return;
3078                 }
3079                 /*
3080                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3081                  * and then drop through to queue the callback.
3082                  */
3083                 BUG_ON(cpu != -1);
3084                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3085                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3086                         init_default_callback_list(rdp);
3087         }
3088         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3089         if (lazy)
3090                 rdp->qlen_lazy++;
3091         else
3092                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3093         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3094         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3095         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3096
3097         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3098                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3099                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3100         else
3101                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3102
3103         /* Go handle any RCU core processing required. */
3104         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3105         local_irq_restore(flags);
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3110  */
3111 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3112 {
3113         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3114 }
3115 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3116
3117 /*
3118  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3119  */
3120 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3121 {
3122         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3125
3126 /*
3127  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3128  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3129  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3130  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3131  * function may only be called from __kfree_rcu().
3132  */
3133 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3134                     rcu_callback_t func)
3135 {
3136         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3137 }
3138 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3139
3140 /*
3141  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3142  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3143  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3144  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3145  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3146  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3147  * some overhead: RCU still operates correctly.
3148  */
3149 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3150 {
3151         int ret;
3152
3153         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3154         preempt_disable();
3155         ret = num_online_cpus() <= 1;
3156         preempt_enable();
3157         return ret;
3158 }
3159
3160 /**
3161  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3162  *
3163  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3164  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3165  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3166  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3167  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3168  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3169  * rcu_read_lock_sched().
3170  *
3171  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3172  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3173  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3174  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3175  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3176  *
3177  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3178  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3179  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3180  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3181  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3182  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3183  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3184  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3185  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3186  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3187  * that are executing in the kernel.
3188  *
3189  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3190  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3191  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3192  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3193  * again only if the system has more than one CPU).
3194  *
3195  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3196  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3197  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3198  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3199  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3200  */
3201 void synchronize_sched(void)
3202 {
3203         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3204                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3205                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3206                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3207         if (rcu_blocking_is_gp())
3208                 return;
3209         if (rcu_gp_is_expedited())
3210                 synchronize_sched_expedited();
3211         else
3212                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3215
3216 /**
3217  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3218  *
3219  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3220  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3221  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3222  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3223  * and may be nested.
3224  *
3225  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3226  * on memory ordering guarantees.
3227  */
3228 void synchronize_rcu_bh(void)
3229 {
3230         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3231                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3232                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3233                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3234         if (rcu_blocking_is_gp())
3235                 return;
3236         if (rcu_gp_is_expedited())
3237                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3238         else
3239                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3240 }
3241 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3242
3243 /**
3244  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3245  *
3246  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3247  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3248  * meantime.
3249  */
3250 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3251 {
3252         /*
3253          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3254          * before the load from ->gpnum.
3255          */
3256         smp_mb();  /* ^^^ */
3257
3258         /*
3259          * Make sure this load happens before the purportedly
3260          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3261          * and cond_synchronize_rcu().
3262          */
3263         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3264 }
3265 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3266
3267 /**
3268  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3269  *
3270  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3271  *
3272  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3273  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3274  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3275  *
3276  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3277  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3278  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3279  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3280  */
3281 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3282 {
3283         unsigned long newstate;
3284
3285         /*
3286          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3287          * actions the caller might carry out after we return.
3288          */
3289         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3290         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3291                 synchronize_rcu();
3292 }
3293 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3294
3295 /**
3296  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3297  *
3298  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3299  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3300  * meantime.
3301  */
3302 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3303 {
3304         /*
3305          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3306          * before the load from ->gpnum.
3307          */
3308         smp_mb();  /* ^^^ */
3309
3310         /*
3311          * Make sure this load happens before the purportedly
3312          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3313          * and cond_synchronize_sched().
3314          */
3315         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3316 }
3317 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3318
3319 /**
3320  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3321  *
3322  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3323  *
3324  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3325  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3326  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3327  *
3328  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3329  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3330  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3331  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3332  */
3333 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3334 {
3335         unsigned long newstate;
3336
3337         /*
3338          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3339          * actions the caller might carry out after we return.
3340          */
3341         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3342         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3343                 synchronize_sched();
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3346
3347 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3348 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3349 {
3350         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3351         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3352         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3353 }
3354
3355 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3356 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3357 {
3358         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3359         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3360         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3361 }
3362
3363 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3364 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3365 {
3366         unsigned long s;
3367
3368         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3369         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3370         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3371         return s;
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3376  * full update-side operation has occurred.
3377  */
3378 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3379 {
3380         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3381 }
3382
3383 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3384 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3385 {
3386         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3387 }
3388 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3389 {
3390         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3391         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3392 }
3393 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3394 {
3395         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3396 }
3397 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3398 {
3399         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3400 }
3401
3402 /*
3403  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3404  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3405  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3406  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3407  * no-work-to-do fastpath.
3408  */
3409 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3410 {
3411         bool done;
3412         unsigned long flags;
3413         unsigned long mask;
3414         unsigned long oldmask;
3415         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3416         struct rcu_node *rnp;
3417         struct rcu_node *rnp_up;
3418
3419         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3420         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3421                 return;
3422         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3423
3424         /*
3425          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3426          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3427          */
3428         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3429                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3430                 smp_mb__after_unlock_lock();
3431                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3432                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3433                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3434                 }
3435
3436                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3437                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3438                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3439                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3440
3441                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3442                 if (oldmask)
3443                         continue;
3444
3445                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3446                 mask = rnp->grpmask;
3447                 rnp_up = rnp->parent;
3448                 done = false;
3449                 while (rnp_up) {
3450                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_up->lock, flags);
3451                         smp_mb__after_unlock_lock();
3452                         if (rnp_up->expmaskinit)
3453                                 done = true;
3454                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3455                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_up->lock, flags);
3456                         if (done)
3457                                 break;
3458                         mask = rnp_up->grpmask;
3459                         rnp_up = rnp_up->parent;
3460                 }
3461         }
3462 }
3463
3464 /*
3465  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3466  * a new expedited grace period.
3467  */
3468 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3469 {
3470         unsigned long flags;
3471         struct rcu_node *rnp;
3472
3473         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3474         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3475                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3476                 smp_mb__after_unlock_lock();
3477                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3478                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3479                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3480         }
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3485  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3486  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3487  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3488  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3489  *
3490  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3491  */
3492 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3493 {
3494         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3495                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3496 }
3497
3498 /*
3499  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3500  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3501  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3502  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3503  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3504  * iteratively!)
3505  *
3506  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3507  * specified rcu_node structure's ->lock.
3508  */
3509 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3510                                  bool wake, unsigned long flags)
3511         __releases(rnp->lock)
3512 {
3513         unsigned long mask;
3514
3515         for (;;) {
3516                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3517                         if (!rnp->expmask)
3518                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3519                         else
3520                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3521                         break;
3522                 }
3523                 if (rnp->parent == NULL) {
3524                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3525                         if (wake) {
3526                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3527                                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3528                         }
3529                         break;
3530                 }
3531                 mask = rnp->grpmask;
3532                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
3533                 rnp = rnp->parent;
3534                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
3535                 smp_mb__after_unlock_lock();
3536                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3537                 rnp->expmask &= ~mask;
3538         }
3539 }
3540
3541 /*
3542  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3543  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3544  *
3545  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3546  */
3547 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3548                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3549 {
3550         unsigned long flags;
3551
3552         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3553         smp_mb__after_unlock_lock();
3554         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3559  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3560  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3561  */
3562 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3563                                     unsigned long mask, bool wake)
3564 {
3565         unsigned long flags;
3566
3567         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3568         smp_mb__after_unlock_lock();
3569         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3570                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3571                 return;
3572         }
3573         rnp->expmask &= ~mask;
3574         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3579  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3580  */
3581 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3582                                bool wake)
3583 {
3584         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3585 }
3586
3587 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3588 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3589                                struct rcu_data *rdp,
3590                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3591 {
3592         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3593                 if (rnp)
3594                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3595                 else if (rdp)
3596                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3597                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3598                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3599                 atomic_long_inc(stat);
3600                 return true;
3601         }
3602         return false;
3603 }
3604
3605 /*
3606  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3607  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3608  * task did the expedited grace period for us.
3609  */
3610 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3611 {
3612         struct rcu_data *rdp;
3613         struct rcu_node *rnp0;
3614         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3615
3616         /*
3617          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3618          * latency in the common case where expedited grace periods are
3619          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3620          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3621          */
3622         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3623         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3624                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3625                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3626                                                &rsp->expedited_workdone0, s))
3627                                 return NULL;
3628                         return rnp0;
3629                 }
3630         }
3631
3632         /*
3633          * Each pass through the following loop works its way
3634          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3635          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3636          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3637          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3638          * strictly needed for correctness.
3639          */
3640         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3641         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rsp->expedited_workdone1, s))
3642                 return NULL;
3643         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3644         rnp0 = rdp->mynode;
3645         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3646                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3647                                        &rsp->expedited_workdone2, s))
3648                         return NULL;
3649                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3650                 if (rnp1)
3651                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3652                 else
3653                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3654                 rnp1 = rnp0;
3655         }
3656         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3657                                &rsp->expedited_workdone3, s))
3658                 return NULL;
3659         return rnp1;
3660 }
3661
3662 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3663 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3664 {
3665         struct rcu_data *rdp;
3666         struct rcu_node *rnp;
3667         struct rcu_state *rsp = data;
3668
3669         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3670         rnp = rdp->mynode;
3671         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3672             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3673                 return;
3674         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3675         resched_cpu(smp_processor_id());
3676 }
3677
3678 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3679 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3680 {
3681         struct rcu_data *rdp;
3682         int ret;
3683         struct rcu_node *rnp;
3684         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3685
3686         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3687         rnp = rdp->mynode;
3688         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3689                 return;
3690         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3691         WARN_ON_ONCE(ret);
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3696  * to wait for.
3697  */
3698 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3699                                      smp_call_func_t func)
3700 {
3701         int cpu;
3702         unsigned long flags;
3703         unsigned long mask;
3704         unsigned long mask_ofl_test;
3705         unsigned long mask_ofl_ipi;
3706         int ret;
3707         struct rcu_node *rnp;
3708
3709         sync_exp_reset_tree(rsp);
3710         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3711                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3712                 smp_mb__after_unlock_lock();
3713
3714                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3715                 mask_ofl_test = 0;
3716                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3717                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3718                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3719
3720                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3721                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3722                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3723                 }
3724                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3725
3726                 /*
3727                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3728                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3729                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3730                  */
3731                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3732                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3733                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3734
3735                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3736                 mask = 1;
3737                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3738                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3739                                 continue;
3740 retry_ipi:
3741                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3742                         if (!ret) {
3743                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3744                         } else {
3745                                 /* Failed, raced with offline. */
3746                                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3747                                 if (cpu_online(cpu) &&
3748                                     (rnp->expmask & mask)) {
3749                                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock,
3750                                                                    flags);
3751                                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3752                                         if (cpu_online(cpu) &&
3753                                             (rnp->expmask & mask))
3754                                                 goto retry_ipi;
3755                                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock,
3756                                                               flags);
3757                                 }
3758                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3759                                         mask_ofl_ipi &= ~mask;
3760                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3761                         }
3762                 }
3763                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3764                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3765                 if (mask_ofl_test)
3766                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3767         }
3768 }
3769
3770 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3771 {
3772         int cpu;
3773         unsigned long jiffies_stall;
3774         unsigned long jiffies_start;
3775         unsigned long mask;
3776         struct rcu_node *rnp;
3777         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3778         int ret;
3779
3780         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3781         jiffies_start = jiffies;
3782
3783         for (;;) {
3784                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3785                                 rsp->expedited_wq,
3786                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3787                                 jiffies_stall);
3788                 if (ret > 0)
3789                         return;
3790                 if (ret < 0) {
3791                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3792                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3793                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3794                         return;
3795                 }
3796                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3797                        rsp->name);
3798                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3799                         (void)rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3800                         mask = 1;
3801                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3802                                 struct rcu_data *rdp;
3803
3804                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3805                                         continue;
3806                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3807                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3808                                         "O."[cpu_online(cpu)],
3809                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3810                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3811                         }
3812                         mask <<= 1;
3813                 }
3814                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu\n",
3815                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence);
3816                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3817                         mask = 1;
3818                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3819                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3820                                         continue;
3821                                 dump_cpu_task(cpu);
3822                         }
3823                 }
3824                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3825         }
3826 }
3827
3828 /**
3829  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3830  *
3831  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3832  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3833  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3834  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3835  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3836  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3837  * synchronize_sched() instead.
3838  *
3839  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3840  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3841  * determine when someone else has already done the work instead of for
3842  * retrying readers.
3843  */
3844 void synchronize_sched_expedited(void)
3845 {
3846         unsigned long s;
3847         struct rcu_node *rnp;
3848         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3849
3850         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3851         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3852
3853         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3854         if (rnp == NULL)
3855                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3856
3857         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3858         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3859         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3860
3861         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3862         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3863 }
3864 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3865
3866 /*
3867  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3868  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3869  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3870  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3871  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3872  */
3873 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3874 {
3875         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3876
3877         rdp->n_rcu_pending++;
3878
3879         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3880         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3881
3882         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3883         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3884                 return 0;
3885
3886         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3887         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3888             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3889             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3890                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3891         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3892                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3893                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3894                 rdp->n_rp_report_qs++;
3895                 return 1;
3896         }
3897
3898         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3899         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3900                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3901                 return 1;
3902         }
3903
3904         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3905         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3906                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3907                 return 1;
3908         }
3909
3910         /* Has another RCU grace period completed?  */
3911         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3912                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3913                 return 1;
3914         }
3915
3916         /* Has a new RCU grace period started? */
3917         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3918             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3919                 rdp->n_rp_gp_started++;
3920                 return 1;
3921         }
3922
3923         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3924         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3925                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3926                 return 1;
3927         }
3928
3929         /* nothing to do */
3930         rdp->n_rp_need_nothing++;
3931         return 0;
3932 }
3933
3934 /*
3935  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3936  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3937  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3938  */
3939 static int rcu_pending(void)
3940 {
3941         struct rcu_state *rsp;
3942
3943         for_each_rcu_flavor(rsp)
3944                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3945                         return 1;
3946         return 0;
3947 }
3948
3949 /*
3950  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3951  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3952  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3953  */
3954 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3955 {
3956         bool al = true;
3957         bool hc = false;
3958         struct rcu_data *rdp;
3959         struct rcu_state *rsp;
3960
3961         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3962                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3963                 if (!rdp->nxtlist)
3964                         continue;
3965                 hc = true;
3966                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3967                         al = false;
3968                         break;
3969                 }
3970         }
3971         if (all_lazy)
3972                 *all_lazy = al;
3973         return hc;
3974 }
3975
3976 /*
3977  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3978  * the compiler is expected to optimize this away.
3979  */
3980 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3981                                int cpu, unsigned long done)
3982 {
3983         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3984                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3985 }
3986
3987 /*
3988  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3989  * up the task executing _rcu_barrier().
3990  */
3991 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3992 {
3993         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3994         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3995
3996         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3997                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3998                 complete(&rsp->barrier_completion);
3999         } else {
4000                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4001         }
4002 }
4003
4004 /*
4005  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4006  */
4007 static void rcu_barrier_func(void *type)
4008 {
4009         struct rcu_state *rsp = type;
4010         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4011
4012         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4013         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4014         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4015 }
4016
4017 /*
4018  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4019  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4020  */
4021 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4022 {
4023         int cpu;
4024         struct rcu_data *rdp;
4025         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4026
4027         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4028
4029         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4030         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4031
4032         /* Did someone else do our work for us? */
4033         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4034                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4035                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4036                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4037                 return;
4038         }
4039
4040         /* Mark the start of the barrier operation. */
4041         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4042         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4043
4044         /*
4045          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4046          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4047          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4048          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4049          */
4050         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4051         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4052         get_online_cpus();
4053
4054         /*
4055          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4056          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4057          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4058          */
4059         for_each_possible_cpu(cpu) {
4060                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4061                         continue;
4062                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4063                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4064                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4065                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4066                                                    rsp->barrier_sequence);
4067                         } else {
4068                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4069                                                    rsp->barrier_sequence);
4070                                 smp_mb__before_atomic();
4071                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4072                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4073                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4074                         }
4075                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4076                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4077                                            rsp->barrier_sequence);
4078                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4079                 } else {
4080                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4081                                            rsp->barrier_sequence);
4082                 }
4083         }
4084         put_online_cpus();
4085
4086         /*
4087          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4088          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4089          */
4090         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4091                 complete(&rsp->barrier_completion);
4092
4093         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4094         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4095
4096         /* Mark the end of the barrier operation. */
4097         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4098         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4099
4100         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4101         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4102 }
4103
4104 /**
4105  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4106  */
4107 void rcu_barrier_bh(void)
4108 {
4109         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4110 }
4111 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4112
4113 /**
4114  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4115  */
4116 void rcu_barrier_sched(void)
4117 {
4118         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4119 }
4120 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4121
4122 /*
4123  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4124  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4125  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4126  * disabled.
4127  */
4128 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4129 {
4130         long mask;
4131         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4132
4133         for (;;) {
4134                 mask = rnp->grpmask;
4135                 rnp = rnp->parent;
4136                 if (rnp == NULL)
4137                         return;
4138                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
4139                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4140                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
4141         }
4142 }
4143
4144 /*
4145  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4146  */
4147 static void __init
4148 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4149 {
4150         unsigned long flags;
4151         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4152         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4153
4154         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4155         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4156         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4157         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4158         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4159         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4160         rdp->cpu = cpu;
4161         rdp->rsp = rsp;
4162         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4163         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4164         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4165 }
4166
4167 /*
4168  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4169  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4170  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4171  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4172  */
4173 static void
4174 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4175 {
4176         unsigned long flags;
4177         unsigned long mask;
4178         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4179         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4180
4181         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4182         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4183         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4184         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4185         rdp->blimit = blimit;
4186         if (!rdp->nxtlist)
4187                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4188         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4189         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4190         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4191                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4192         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
4193
4194         /*
4195          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4196          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4197          * of the next grace period.
4198          */
4199         rnp = rdp->mynode;
4200         mask = rdp->grpmask;
4201         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
4202         smp_mb__after_unlock_lock();
4203         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4204         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4205         if (!rdp->beenonline)
4206                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4207         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4208         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4209         rdp->completed = rnp->completed;
4210         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4211         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4212         rdp->core_needs_qs = false;
4213         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4214         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4215 }
4216
4217 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4218 {
4219         struct rcu_state *rsp;
4220
4221         for_each_rcu_flavor(rsp)
4222                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4223 }
4224
4225 /*
4226  * Handle CPU online/offline notification events.
4227  */
4228 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4229                    unsigned long action, void *hcpu)
4230 {
4231         long cpu = (long)hcpu;
4232         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4233         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4234         struct rcu_state *rsp;
4235
4236         switch (action) {
4237         case CPU_UP_PREPARE:
4238         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4239                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4240                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4241                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4242                 break;
4243         case CPU_ONLINE:
4244         case CPU_DOWN_FAILED:
4245                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4246                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4247                 break;
4248         case CPU_DOWN_PREPARE:
4249                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4250                 break;
4251         case CPU_DYING:
4252         case CPU_DYING_FROZEN:
4253                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4254                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4255                 break;
4256         case CPU_DYING_IDLE:
4257                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4258                 preempt_disable();
4259                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4260                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4261                 preempt_enable();
4262
4263                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4264                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4265                 }
4266                 break;
4267         case CPU_DEAD:
4268         case CPU_DEAD_FROZEN:
4269         case CPU_UP_CANCELED:
4270         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4271                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4272                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4273                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4274                 }
4275                 break;
4276         default:
4277                 break;
4278         }
4279         return NOTIFY_OK;
4280 }
4281
4282 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4283                          unsigned long action, void *hcpu)
4284 {
4285         switch (action) {
4286         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4287         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4288                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4289                         rcu_expedite_gp();
4290                 break;
4291         case PM_POST_HIBERNATION:
4292         case PM_POST_SUSPEND:
4293                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4294                         rcu_unexpedite_gp();
4295                 break;
4296         default:
4297                 break;
4298         }
4299         return NOTIFY_OK;
4300 }
4301
4302 /*
4303  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4304  */
4305 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4306 {
4307         unsigned long flags;
4308         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4309         struct rcu_node *rnp;
4310         struct rcu_state *rsp;
4311         struct sched_param sp;
4312         struct task_struct *t;
4313
4314         /* Force priority into range. */
4315         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4316                 kthread_prio = 1;
4317         else if (kthread_prio < 0)
4318                 kthread_prio = 0;
4319         else if (kthread_prio > 99)
4320                 kthread_prio = 99;
4321         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4322                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4323                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4324
4325         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4326         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4327                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4328                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4329                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4330                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4331                 rsp->gp_kthread = t;
4332                 if (kthread_prio) {
4333                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4334                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4335                 }
4336                 wake_up_process(t);
4337                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4338         }
4339         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4340         rcu_spawn_boost_kthreads();
4341         return 0;
4342 }
4343 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4344
4345 /*
4346  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4347  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4348  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4349  * task is booting the system).  After this function is called, the
4350  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4351  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4352  */
4353 void rcu_scheduler_starting(void)
4354 {
4355         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4356         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4357         rcu_scheduler_active = 1;
4358 }
4359
4360 /*
4361  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4362  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4363  */
4364 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4365 {
4366         int i;
4367
4368         if (rcu_fanout_exact) {
4369                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4370                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4371                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4372         } else {
4373                 int ccur;
4374                 int cprv;
4375
4376                 cprv = nr_cpu_ids;
4377                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4378                         ccur = levelcnt[i];
4379                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4380                         cprv = ccur;
4381                 }
4382         }
4383 }
4384
4385 /*
4386  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4387  */
4388 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
4389                 struct rcu_data __percpu *rda)
4390 {
4391         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4392         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4393         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4394         static u8 fl_mask = 0x1;
4395
4396         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4397         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4398         int cpustride = 1;
4399         int i;
4400         int j;
4401         struct rcu_node *rnp;
4402
4403         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4404
4405         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4406         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4407                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4408
4409         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4410
4411         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4412                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4413         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4414                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4415         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4416         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4417         fl_mask <<= 1;
4418
4419         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4420
4421         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4422                 cpustride *= levelspread[i];
4423                 rnp = rsp->level[i];
4424                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4425                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4426                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4427                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4428                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4429                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4430                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4431                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4432                         rnp->completed = rsp->completed;
4433                         rnp->qsmask = 0;
4434                         rnp->qsmaskinit = 0;
4435                         rnp->grplo = j * cpustride;
4436                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4437                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4438                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4439                         if (i == 0) {
4440                                 rnp->grpnum = 0;
4441                                 rnp->grpmask = 0;
4442                                 rnp->parent = NULL;
4443                         } else {
4444                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4445                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4446                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4447                                               j / levelspread[i - 1];
4448                         }
4449                         rnp->level = i;
4450                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4451                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4452                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4453                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4454                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4455                 }
4456         }
4457
4458         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4459         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
4460         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4461         for_each_possible_cpu(i) {
4462                 while (i > rnp->grphi)
4463                         rnp++;
4464                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4465                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4466         }
4467         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4468 }
4469
4470 /*
4471  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4472  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4473  * the ->node array in the rcu_state structure.
4474  */
4475 static void __init rcu_init_geometry(void)
4476 {
4477         ulong d;
4478         int i;
4479         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4480
4481         /*
4482          * Initialize any unspecified boot parameters.
4483          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4484          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4485          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4486          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4487          */
4488         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4489         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4490                 jiffies_till_first_fqs = d;
4491         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4492                 jiffies_till_next_fqs = d;
4493
4494         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4495         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4496             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4497                 return;
4498         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4499                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4500
4501         /*
4502          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4503          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4504          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4505          * limit is exceeded.
4506          */
4507         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4508             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4509                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4510                 WARN_ON(1);
4511                 return;
4512         }
4513
4514         /*
4515          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4516          * with the given number of levels.
4517          */
4518         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4519         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4520                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4521
4522         /*
4523          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4524          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4525          */
4526         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4527                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4528                 WARN_ON(1);
4529                 return;
4530         }
4531
4532         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4533         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4534         }
4535         rcu_num_lvls = i + 1;
4536
4537         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4538         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4539                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4540                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4541         }
4542
4543         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4544         rcu_num_nodes = 0;
4545         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4546                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4547 }
4548
4549 /*
4550  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4551  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4552  */
4553 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4554 {
4555         int level = 0;
4556         struct rcu_node *rnp;
4557
4558         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4559         pr_info(" ");
4560         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4561                 if (rnp->level != level) {
4562                         pr_cont("\n");
4563                         pr_info(" ");
4564                         level = rnp->level;
4565                 }
4566                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4567         }
4568         pr_cont("\n");
4569 }
4570
4571 void __init rcu_init(void)
4572 {
4573         int cpu;
4574
4575         rcu_early_boot_tests();
4576
4577         rcu_bootup_announce();
4578         rcu_init_geometry();
4579         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4580         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4581         if (dump_tree)
4582                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4583         __rcu_init_preempt();
4584         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4585
4586         /*
4587          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4588          * this is called early in boot, before either interrupts
4589          * or the scheduler are operational.
4590          */
4591         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4592         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4593         for_each_online_cpu(cpu)
4594                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4595 }
4596
4597 #include "tree_plugin.h"