]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
rcu: Eliminate panic when silly boot-time fanout specified
[karo-tx-linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/trace_events.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73 static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
74 static struct lock_class_key rcu_exp_sched_class[RCU_NUM_LVLS];
75
76 /*
77  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
78  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
79  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
80  * that points to the string being used, and this will allow
81  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
82  * address to the matching string.
83  */
84 #ifdef CONFIG_TRACING
85 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
86 static char sname##_varname[] = #sname; \
87 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
88 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
89 #else
90 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
91 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
92 #endif
93
94 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
95 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
96 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
97 struct rcu_state sname##_state = { \
98         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
99         .rda = &sname##_data, \
100         .call = cr, \
101         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
102         .gpnum = 0UL - 300UL, \
103         .completed = 0UL - 300UL, \
104         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
105         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
106         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
107         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
108         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
109         .abbr = sabbr, \
110 }
111
112 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
113 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
114
115 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
116 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p;
117 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
118
119 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
120 static bool dump_tree;
121 module_param(dump_tree, bool, 0444);
122 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
123 static bool rcu_fanout_exact;
124 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
125 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
126 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
127 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
128 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
129 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
130 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
131 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
132
133 /*
134  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
135  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
136  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
137  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
138  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
139  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
140  * positives from lockdep-RCU error checking.
141  */
142 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
143 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
144
145 /*
146  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
147  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
148  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
149  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
150  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
151  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
152  *
153  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
154  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
155  * a time.
156  */
157 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
158
159 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
162 static void invoke_rcu_core(void);
163 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
164
165 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
166 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
167 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
168 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
169 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
170 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
171 module_param(kthread_prio, int, 0644);
172
173 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
174
175 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
176 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
177 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
178 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
179 static const int gp_preinit_delay;
180 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
181
182 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
183 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
184 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
185 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
186 static const int gp_init_delay;
187 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
188
189 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
190 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
191 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
192 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
193 static const int gp_cleanup_delay;
194 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
195
196 /*
197  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
198  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
199  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
200  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
201  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
202  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
203  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
204  */
205 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
206
207 /*
208  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
209  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
210  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
211  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
212  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
213  * These variables enable correlating rcutorture output with the
214  * RCU tracing information.
215  */
216 unsigned long rcutorture_testseq;
217 unsigned long rcutorture_vernum;
218
219 /*
220  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
221  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
222  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
223  * in most contexts.
224  */
225 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
226 {
227         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
228 }
229
230 /*
231  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
232  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
233  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
234  */
235 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
236 {
237         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
238 }
239
240 /*
241  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
242  * how many quiescent states passed, just if there was at least
243  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
244  * The caller must have disabled preemption.
245  */
246 void rcu_sched_qs(void)
247 {
248         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
249                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
250                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
251                                        TPS("cpuqs"));
252                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
253         }
254 }
255
256 void rcu_bh_qs(void)
257 {
258         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
259                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
260                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
261                                        TPS("cpuqs"));
262                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
263         }
264 }
265
266 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
267
268 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
269         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
270         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
271 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
272         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
273         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
274 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
275 };
276
277 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
278 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
279
280 /*
281  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
282  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
283  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
284  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
285  * this CPU might (or might not) do in the near future.
286  *
287  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
288  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
289  * by two.
290  */
291 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
292 {
293         unsigned long flags;
294         struct rcu_data *rdp;
295         struct rcu_dynticks *rdtp;
296         int resched_mask;
297         struct rcu_state *rsp;
298
299         local_irq_save(flags);
300
301         /*
302          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
303          * the flag will be set again after some delay.
304          */
305         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
306         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
307
308         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
309         for_each_rcu_flavor(rsp) {
310                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
311                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
312                         continue;
313                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
314                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
315                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
316                         continue;
317
318                 /*
319                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
320                  * This allows the grace-period kthread to record the
321                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
322                  * further.
323                  */
324                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
325                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
326                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
327                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
328                 break;
329         }
330         local_irq_restore(flags);
331 }
332
333 /*
334  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
335  * and requires special handling for preemptible RCU.
336  * The caller must have disabled preemption.
337  */
338 void rcu_note_context_switch(void)
339 {
340         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
341         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
342         rcu_sched_qs();
343         rcu_preempt_note_context_switch();
344         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
345                 rcu_momentary_dyntick_idle();
346         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
347         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
348 }
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
350
351 /*
352  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
353  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
354  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
355  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
356  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
357  * all RCU flavors.
358  *
359  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
360  * called externally, but just in case this is called from within this
361  * file.
362  *
363  */
364 void rcu_all_qs(void)
365 {
366         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
367         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
368                 rcu_momentary_dyntick_idle();
369         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
370         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
371 }
372 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
373
374 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
375 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
376 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
377
378 module_param(blimit, long, 0444);
379 module_param(qhimark, long, 0444);
380 module_param(qlowmark, long, 0444);
381
382 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
383 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
384
385 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
386 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
387
388 /*
389  * How long the grace period must be before we start recruiting
390  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
391  */
392 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
393 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
394
395 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
396                                   struct rcu_data *rdp);
397 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
398                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
399                                   unsigned long *maxj),
400                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
401 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
402 static int rcu_pending(void);
403
404 /*
405  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
406  */
407 unsigned long rcu_batches_started(void)
408 {
409         return rcu_state_p->gpnum;
410 }
411 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
412
413 /*
414  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
415  */
416 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
417 {
418         return rcu_sched_state.gpnum;
419 }
420 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
421
422 /*
423  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
424  */
425 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
426 {
427         return rcu_bh_state.gpnum;
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
430
431 /*
432  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
433  */
434 unsigned long rcu_batches_completed(void)
435 {
436         return rcu_state_p->completed;
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
439
440 /*
441  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
442  */
443 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
444 {
445         return rcu_sched_state.completed;
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
448
449 /*
450  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
451  */
452 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
453 {
454         return rcu_bh_state.completed;
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
457
458 /*
459  * Force a quiescent state.
460  */
461 void rcu_force_quiescent_state(void)
462 {
463         force_quiescent_state(rcu_state_p);
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
466
467 /*
468  * Force a quiescent state for RCU BH.
469  */
470 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
471 {
472         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
473 }
474 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
475
476 /*
477  * Force a quiescent state for RCU-sched.
478  */
479 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
480 {
481         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
482 }
483 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
484
485 /*
486  * Show the state of the grace-period kthreads.
487  */
488 void show_rcu_gp_kthreads(void)
489 {
490         struct rcu_state *rsp;
491
492         for_each_rcu_flavor(rsp) {
493                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
494                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
495                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
496         }
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
499
500 /*
501  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
502  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
503  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
504  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
505  * store this state in rcutorture itself.
506  */
507 void rcutorture_record_test_transition(void)
508 {
509         rcutorture_testseq++;
510         rcutorture_vernum = 0;
511 }
512 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
513
514 /*
515  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
516  */
517 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
518                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
519 {
520         struct rcu_state *rsp = NULL;
521
522         switch (test_type) {
523         case RCU_FLAVOR:
524                 rsp = rcu_state_p;
525                 break;
526         case RCU_BH_FLAVOR:
527                 rsp = &rcu_bh_state;
528                 break;
529         case RCU_SCHED_FLAVOR:
530                 rsp = &rcu_sched_state;
531                 break;
532         default:
533                 break;
534         }
535         if (rsp != NULL) {
536                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
537                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
538                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
539                 return;
540         }
541         *flags = 0;
542         *gpnum = 0;
543         *completed = 0;
544 }
545 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
546
547 /*
548  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
549  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
550  * messages.
551  */
552 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
553 {
554         rcutorture_vernum++;
555 }
556 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
557
558 /*
559  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
560  */
561 static int
562 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
563 {
564         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
565                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
566 }
567
568 /*
569  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
570  */
571 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
572 {
573         return &rsp->node[0];
574 }
575
576 /*
577  * Is there any need for future grace periods?
578  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
579  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
580  */
581 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
582 {
583         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
584         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
585         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
586
587         return READ_ONCE(*fp);
588 }
589
590 /*
591  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
592  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
593  * normal callback registry.
594  */
595 static int
596 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
597 {
598         int i;
599
600         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
601                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
602         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
603                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
604         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
605                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
606         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
607                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
608         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
609                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
610                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
611                                  rdp->nxtcompleted[i]))
612                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
613         return 0; /* No grace period needed. */
614 }
615
616 /*
617  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
618  *
619  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
620  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
621  * The caller must have disabled interrupts.
622  */
623 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
624 {
625         struct rcu_state *rsp;
626         struct rcu_data *rdp;
627         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
628
629         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
630         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
631             !user && !is_idle_task(current)) {
632                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
633                         idle_task(smp_processor_id());
634
635                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
636                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
637                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
638                           current->pid, current->comm,
639                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
640         }
641         for_each_rcu_flavor(rsp) {
642                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
643                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
644         }
645         rcu_prepare_for_idle();
646         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
647         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
648         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
649         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
650         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
651                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
652         rcu_dynticks_task_enter();
653
654         /*
655          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
656          * in an RCU read-side critical section.
657          */
658         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
659                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
660         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
661                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
662         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
663                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
664 }
665
666 /*
667  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
668  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
669  */
670 static void rcu_eqs_enter(bool user)
671 {
672         long long oldval;
673         struct rcu_dynticks *rdtp;
674
675         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
676         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
677         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
678                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
679         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
680                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
681                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
682         } else {
683                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
684         }
685 }
686
687 /**
688  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
689  *
690  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
691  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
692  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
693  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
694  *
695  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
696  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
697  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
698  */
699 void rcu_idle_enter(void)
700 {
701         unsigned long flags;
702
703         local_irq_save(flags);
704         rcu_eqs_enter(false);
705         rcu_sysidle_enter(0);
706         local_irq_restore(flags);
707 }
708 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
709
710 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
711 /**
712  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
713  *
714  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
715  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
716  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
717  * when the CPU runs in userspace.
718  */
719 void rcu_user_enter(void)
720 {
721         rcu_eqs_enter(1);
722 }
723 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
724
725 /**
726  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
727  *
728  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
729  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
730  * sections can occur.
731  *
732  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
733  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
734  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
735  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
736  *
737  * Use things like work queues to work around this limitation.
738  *
739  * You have been warned.
740  */
741 void rcu_irq_exit(void)
742 {
743         unsigned long flags;
744         long long oldval;
745         struct rcu_dynticks *rdtp;
746
747         local_irq_save(flags);
748         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
749         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
750         rdtp->dynticks_nesting--;
751         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
752                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
753         if (rdtp->dynticks_nesting)
754                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
755         else
756                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
757         rcu_sysidle_enter(1);
758         local_irq_restore(flags);
759 }
760
761 /*
762  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
763  *
764  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
765  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
766  * The caller must have disabled interrupts.
767  */
768 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
769 {
770         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
771
772         rcu_dynticks_task_exit();
773         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
774         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
775         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
776         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
777         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
778                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
779         rcu_cleanup_after_idle();
780         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
781         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
782             !user && !is_idle_task(current)) {
783                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
784                         idle_task(smp_processor_id());
785
786                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
787                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
788                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
789                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
790                           current->pid, current->comm,
791                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
792         }
793 }
794
795 /*
796  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
797  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
798  */
799 static void rcu_eqs_exit(bool user)
800 {
801         struct rcu_dynticks *rdtp;
802         long long oldval;
803
804         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
805         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
806         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
807         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
808                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
809         } else {
810                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
811                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
812         }
813 }
814
815 /**
816  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
817  *
818  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
819  * read-side critical sections can occur.
820  *
821  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
822  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
823  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
824  * now starting.
825  */
826 void rcu_idle_exit(void)
827 {
828         unsigned long flags;
829
830         local_irq_save(flags);
831         rcu_eqs_exit(false);
832         rcu_sysidle_exit(0);
833         local_irq_restore(flags);
834 }
835 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
836
837 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
838 /**
839  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
840  *
841  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
842  * run a RCU read side critical section anytime.
843  */
844 void rcu_user_exit(void)
845 {
846         rcu_eqs_exit(1);
847 }
848 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
849
850 /**
851  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
852  *
853  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
854  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
855  * sections can occur.
856  *
857  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
858  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
859  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
860  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
861  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
862  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
863  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
864  *
865  * Use things like work queues to work around this limitation.
866  *
867  * You have been warned.
868  */
869 void rcu_irq_enter(void)
870 {
871         unsigned long flags;
872         struct rcu_dynticks *rdtp;
873         long long oldval;
874
875         local_irq_save(flags);
876         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
877         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
878         rdtp->dynticks_nesting++;
879         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
880                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
881         if (oldval)
882                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
883         else
884                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
885         rcu_sysidle_exit(1);
886         local_irq_restore(flags);
887 }
888
889 /**
890  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
891  *
892  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
893  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
894  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
895  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
896  * run out of stack space first.)
897  */
898 void rcu_nmi_enter(void)
899 {
900         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
901         int incby = 2;
902
903         /* Complain about underflow. */
904         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
905
906         /*
907          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
908          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
909          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
910          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
911          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
912          * period (observation due to Andy Lutomirski).
913          */
914         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
915                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
916                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
917                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
918                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
919                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
920                 incby = 1;
921         }
922         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
923         barrier();
924 }
925
926 /**
927  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
928  *
929  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
930  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
931  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
932  * being RCU-idle.
933  */
934 void rcu_nmi_exit(void)
935 {
936         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
937
938         /*
939          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
940          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
941          * to us!)
942          */
943         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
944         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
945
946         /*
947          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
948          * leave it in non-RCU-idle state.
949          */
950         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
951                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
952                 return;
953         }
954
955         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
956         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
957         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
958         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
959         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
960         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
961         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
962 }
963
964 /**
965  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
966  *
967  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
968  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
969  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
970  * least disabled preemption.
971  */
972 bool notrace __rcu_is_watching(void)
973 {
974         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
975 }
976
977 /**
978  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
979  *
980  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
981  * or NMI handler, return true.
982  */
983 bool notrace rcu_is_watching(void)
984 {
985         bool ret;
986
987         preempt_disable_notrace();
988         ret = __rcu_is_watching();
989         preempt_enable_notrace();
990         return ret;
991 }
992 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
993
994 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
995
996 /*
997  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
998  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
999  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1000  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1001  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1002  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1003  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1004  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1005  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1006  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1007  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1008  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1009  * notifiers.
1010  *
1011  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1012  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1013  *
1014  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1015  * errors from NMI handlers anyway.
1016  */
1017 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1018 {
1019         struct rcu_data *rdp;
1020         struct rcu_node *rnp;
1021         bool ret;
1022
1023         if (in_nmi())
1024                 return true;
1025         preempt_disable();
1026         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1027         rnp = rdp->mynode;
1028         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1029               !rcu_scheduler_fully_active;
1030         preempt_enable();
1031         return ret;
1032 }
1033 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1034
1035 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1036
1037 /**
1038  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1039  *
1040  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1041  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1042  * disabled preemption.
1043  */
1044 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1045 {
1046         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1051  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1052  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1053  */
1054 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1055                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1056 {
1057         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1058         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1059         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1060                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1061                 return 1;
1062         } else {
1063                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1064                                  rdp->mynode->gpnum))
1065                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1066                 return 0;
1067         }
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1072  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1073  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1074  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1075  */
1076 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1077                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1078 {
1079         unsigned int curr;
1080         int *rcrmp;
1081         unsigned int snap;
1082
1083         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1084         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1085
1086         /*
1087          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1088          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1089          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1090          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1091          * read-side critical section that started before the beginning
1092          * of the current RCU grace period.
1093          */
1094         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1095                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1096                 rdp->dynticks_fqs++;
1097                 return 1;
1098         }
1099
1100         /*
1101          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1102          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1103          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1104          * quiescent state.
1105          *
1106          * The reason for insisting that the grace period be at least
1107          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1108          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1109          * sections.
1110          */
1111         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1112                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1113         barrier();
1114         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1115                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1116                 rdp->offline_fqs++;
1117                 return 1;
1118         }
1119
1120         /*
1121          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1122          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1123          * even context-switching back and forth between a pair of
1124          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1125          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1126          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1127          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1128          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1129          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1130          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1131          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1132          * there are at most four threads involved, and because the
1133          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1134          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1135          * quite low.
1136          *
1137          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1138          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1139          * warning delay.
1140          */
1141         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1142         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1143                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1144             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1145                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1146                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1147                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1148                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1149                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1150                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1151                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1152                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1153                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1154                         /* Time to beat on that CPU again! */
1155                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1156                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1157                 }
1158         }
1159
1160         return 0;
1161 }
1162
1163 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1164 {
1165         unsigned long j = jiffies;
1166         unsigned long j1;
1167
1168         rsp->gp_start = j;
1169         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1170         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1171         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1172         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1173         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1178  */
1179 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1180 {
1181         unsigned long gpa;
1182         unsigned long j;
1183
1184         j = jiffies;
1185         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1186         if (j - gpa > 2 * HZ)
1187                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x s%d ->state=%#lx\n",
1188                        rsp->name, j - gpa,
1189                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1190                        rsp->gp_flags, rsp->gp_state,
1191                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1196  */
1197 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1198 {
1199         int cpu;
1200         unsigned long flags;
1201         struct rcu_node *rnp;
1202
1203         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1204                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1205                 if (rnp->qsmask != 0) {
1206                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1207                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1208                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1209                 }
1210                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1211         }
1212 }
1213
1214 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1215 {
1216         int cpu;
1217         long delta;
1218         unsigned long flags;
1219         unsigned long gpa;
1220         unsigned long j;
1221         int ndetected = 0;
1222         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1223         long totqlen = 0;
1224
1225         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1226
1227         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1228         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1229         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1230                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1231                 return;
1232         }
1233         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1234                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1235         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1236
1237         /*
1238          * OK, time to rat on our buddy...
1239          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1240          * RCU CPU stall warnings.
1241          */
1242         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1243                rsp->name);
1244         print_cpu_stall_info_begin();
1245         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1246                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1247                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1248                 if (rnp->qsmask != 0) {
1249                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1250                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1251                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1252                                                              rnp->grplo + cpu);
1253                                         ndetected++;
1254                                 }
1255                 }
1256                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1257         }
1258
1259         print_cpu_stall_info_end();
1260         for_each_possible_cpu(cpu)
1261                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1262         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1263                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1264                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1265         if (ndetected) {
1266                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1267         } else {
1268                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1269                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1270                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1271                 } else {
1272                         j = jiffies;
1273                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1274                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1275                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1276                                jiffies_till_next_fqs,
1277                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1278                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1279                         sched_show_task(current);
1280                 }
1281         }
1282
1283         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1284         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1285
1286         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1287
1288         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1289 }
1290
1291 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1292 {
1293         int cpu;
1294         unsigned long flags;
1295         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1296         long totqlen = 0;
1297
1298         /*
1299          * OK, time to rat on ourselves...
1300          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1301          * RCU CPU stall warnings.
1302          */
1303         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1304         print_cpu_stall_info_begin();
1305         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1306         print_cpu_stall_info_end();
1307         for_each_possible_cpu(cpu)
1308                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1309         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1310                 jiffies - rsp->gp_start,
1311                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1312
1313         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1314
1315         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1316
1317         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1318         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1319                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1320                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1321         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1322
1323         /*
1324          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1325          *
1326          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1327          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1328          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1329          */
1330         resched_cpu(smp_processor_id());
1331 }
1332
1333 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1334 {
1335         unsigned long completed;
1336         unsigned long gpnum;
1337         unsigned long gps;
1338         unsigned long j;
1339         unsigned long js;
1340         struct rcu_node *rnp;
1341
1342         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1343                 return;
1344         j = jiffies;
1345
1346         /*
1347          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1348          *
1349          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1350          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1351          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1352          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1353          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1354          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1355          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1356          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1357          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1358          * from rsp->gpnum.
1359          *
1360          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1361          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1362          */
1363         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1364         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1365         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1366         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1367         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1368         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1369         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1370         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1371             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1372             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1373                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1374         rnp = rdp->mynode;
1375         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1376             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1377
1378                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1379                 print_cpu_stall(rsp);
1380
1381         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1382                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1383
1384                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1385                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1386         }
1387 }
1388
1389 /**
1390  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1391  *
1392  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1393  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1394  * RCU grace periods.
1395  *
1396  * The caller must disable hard irqs.
1397  */
1398 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1399 {
1400         struct rcu_state *rsp;
1401
1402         for_each_rcu_flavor(rsp)
1403                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1408  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1409  * no-callbacks CPUs.
1410  */
1411 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1412 {
1413         int i;
1414
1415         rdp->nxtlist = NULL;
1416         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1417                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1422  */
1423 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1424 {
1425         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1426                 return;
1427         init_default_callback_list(rdp);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1432  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1433  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1434  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1435  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1436  *
1437  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1438  */
1439 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1440                                        struct rcu_node *rnp)
1441 {
1442         /*
1443          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1444          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1445          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1446          * period might have started, but just not yet gotten around
1447          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1448          */
1449         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1450                 return rnp->completed + 1;
1451
1452         /*
1453          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1454          * then the subsequent full grace period.
1455          */
1456         return rnp->completed + 2;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1461  * rcu_nocb_wait_gp().
1462  */
1463 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1464                                 unsigned long c, const char *s)
1465 {
1466         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1467                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1468                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1473  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1474  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1475  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1476  *
1477  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1478  */
1479 static bool __maybe_unused
1480 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1481                     unsigned long *c_out)
1482 {
1483         unsigned long c;
1484         int i;
1485         bool ret = false;
1486         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1487
1488         /*
1489          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1490          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1491          */
1492         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1493         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1494         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1495                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1496                 goto out;
1497         }
1498
1499         /*
1500          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1501          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1502          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1503          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1504          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1505          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1506          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1507          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1508          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1509          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1510          * doing some extra useless work.
1511          */
1512         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1513             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1514                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1515                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1516                 goto out;
1517         }
1518
1519         /*
1520          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1521          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1522          * start one (if needed).
1523          */
1524         if (rnp != rnp_root) {
1525                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1526                 smp_mb__after_unlock_lock();
1527         }
1528
1529         /*
1530          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1531          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1532          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1533          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1534          */
1535         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1536         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1537                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1538                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1539
1540         /*
1541          * If the needed for the required grace period is already
1542          * recorded, trace and leave.
1543          */
1544         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1545                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1546                 goto unlock_out;
1547         }
1548
1549         /* Record the need for the future grace period. */
1550         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1551
1552         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1553         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1554                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1555         } else {
1556                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1557                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1558         }
1559 unlock_out:
1560         if (rnp != rnp_root)
1561                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1562 out:
1563         if (c_out != NULL)
1564                 *c_out = c;
1565         return ret;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1570  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1571  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1572  * waiting for this grace period to complete.
1573  */
1574 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1575 {
1576         int c = rnp->completed;
1577         int needmore;
1578         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1579
1580         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1581         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1582         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1583         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1584                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1585         return needmore;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1590  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1591  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1592  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1593  * a kthread that has not yet been created.
1594  */
1595 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1596 {
1597         if (current == rsp->gp_kthread ||
1598             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1599             !rsp->gp_kthread)
1600                 return;
1601         wake_up(&rsp->gp_wq);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1606  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1607  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1608  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1609  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1610  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1611  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1612  * awaken the RCU grace-period kthread.
1613  *
1614  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1615  */
1616 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1617                                struct rcu_data *rdp)
1618 {
1619         unsigned long c;
1620         int i;
1621         bool ret;
1622
1623         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1624         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1625                 return false;
1626
1627         /*
1628          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1629          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1630          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1631          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1632          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1633          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1634          *
1635          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1636          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1637          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1638          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1639          * been assigned a ->completed number.
1640          */
1641         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1642         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1643                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1644                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1645                         break;
1646
1647         /*
1648          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1649          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1650          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1651          * be grouped into.
1652          */
1653         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1654                 return false;
1655
1656         /*
1657          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1658          * full grace period and group them all in the sublist initially
1659          * indexed by "i".
1660          */
1661         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1662                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1663                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1664         }
1665         /* Record any needed additional grace periods. */
1666         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1667
1668         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1669         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1670                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1671         else
1672                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1673         return ret;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1678  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1679  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1680  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1681  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1682  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1683  *
1684  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1685  */
1686 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1687                             struct rcu_data *rdp)
1688 {
1689         int i, j;
1690
1691         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1692         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1693                 return false;
1694
1695         /*
1696          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1697          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1698          */
1699         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1700                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1701                         break;
1702                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1703         }
1704         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1705         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1706                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1707
1708         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1709         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1710                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1711                         break;
1712                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1713                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1714         }
1715
1716         /* Classify any remaining callbacks. */
1717         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1722  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1723  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1724  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1725  */
1726 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1727                               struct rcu_data *rdp)
1728 {
1729         bool ret;
1730
1731         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1732         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1733             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1734
1735                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1736                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1737
1738         } else {
1739
1740                 /* Advance callbacks. */
1741                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1742
1743                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1744                 rdp->completed = rnp->completed;
1745                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1746         }
1747
1748         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1749                 /*
1750                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1751                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1752                  * go looking for one.
1753                  */
1754                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1755                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1756                 rdp->passed_quiesce = 0;
1757                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1758                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1759                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1760                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1761         }
1762         return ret;
1763 }
1764
1765 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1766 {
1767         unsigned long flags;
1768         bool needwake;
1769         struct rcu_node *rnp;
1770
1771         local_irq_save(flags);
1772         rnp = rdp->mynode;
1773         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1774              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1775              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1776             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1777                 local_irq_restore(flags);
1778                 return;
1779         }
1780         smp_mb__after_unlock_lock();
1781         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1782         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1783         if (needwake)
1784                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1785 }
1786
1787 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1788 {
1789         if (delay > 0 &&
1790             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1791                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1796  */
1797 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1798 {
1799         unsigned long oldmask;
1800         struct rcu_data *rdp;
1801         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1802
1803         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1804         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1805         smp_mb__after_unlock_lock();
1806         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1807                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1808                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1809                 return 0;
1810         }
1811         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1812
1813         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1814                 /*
1815                  * Grace period already in progress, don't start another.
1816                  * Not supposed to be able to happen.
1817                  */
1818                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1819                 return 0;
1820         }
1821
1822         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1823         record_gp_stall_check_time(rsp);
1824         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1825         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1826         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1827         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1828
1829         /*
1830          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1831          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1832          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1833          * will handle subsequent offline CPUs.
1834          */
1835         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1836                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1837                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1838                 smp_mb__after_unlock_lock();
1839                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1840                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1841                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1842                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1843                         continue;
1844                 }
1845
1846                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1847                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1848                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1849
1850                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1851                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1852                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1853                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1854                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1855                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1856                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1857                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1858                 }
1859
1860                 /*
1861                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1862                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1863                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1864                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1865                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1866                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1867                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1868                  */
1869                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1870                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1871                      rnp->qsmaskinit)) {
1872                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1873                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1874                 }
1875
1876                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1877         }
1878
1879         /*
1880          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1881          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1882          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1883          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1884          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1885          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1886          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1887          * CPU-hotplug operations.
1888          *
1889          * The grace period cannot complete until the initialization
1890          * process finishes, because this kthread handles both.
1891          */
1892         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1893                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1894                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1895                 smp_mb__after_unlock_lock();
1896                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1897                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1898                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1899                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1900                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1901                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1902                 if (rnp == rdp->mynode)
1903                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1904                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1905                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1906                                             rnp->level, rnp->grplo,
1907                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1908                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1909                 cond_resched_rcu_qs();
1910                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1911         }
1912
1913         return 1;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1918  * at force-quiescent-state time.
1919  */
1920 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1921 {
1922         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1923
1924         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1925         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1926         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1927                 return true;
1928
1929         /* The current grace period has completed. */
1930         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1931                 return true;
1932
1933         return false;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Do one round of quiescent-state forcing.
1938  */
1939 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1940 {
1941         int fqs_state = fqs_state_in;
1942         bool isidle = false;
1943         unsigned long maxj;
1944         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1945
1946         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1947         rsp->n_force_qs++;
1948         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1949                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1950                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1951                         isidle = true;
1952                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1953                 }
1954                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1955                              &isidle, &maxj);
1956                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1957                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1958         } else {
1959                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1960                 isidle = true;
1961                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1962         }
1963         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1964         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1965                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1966                 smp_mb__after_unlock_lock();
1967                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1968                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1969                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1970         }
1971         return fqs_state;
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Clean up after the old grace period.
1976  */
1977 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1978 {
1979         unsigned long gp_duration;
1980         bool needgp = false;
1981         int nocb = 0;
1982         struct rcu_data *rdp;
1983         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1984
1985         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1986         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1987         smp_mb__after_unlock_lock();
1988         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1989         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1990                 rsp->gp_max = gp_duration;
1991
1992         /*
1993          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1994          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1995          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1996          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1997          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1998          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1999          */
2000         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2001
2002         /*
2003          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2004          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2005          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2006          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2007          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2008          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2009          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2010          */
2011         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2012                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2013                 smp_mb__after_unlock_lock();
2014                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2015                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2016                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2017                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2018                 if (rnp == rdp->mynode)
2019                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2020                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2021                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2022                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2023                 cond_resched_rcu_qs();
2024                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2025                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2026         }
2027         rnp = rcu_get_root(rsp);
2028         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2029         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
2030         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2031
2032         /* Declare grace period done. */
2033         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2034         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2035         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
2036         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2037         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2038         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2039         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2040                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2041                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2042                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2043                                        TPS("newreq"));
2044         }
2045         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2046 }
2047
2048 /*
2049  * Body of kthread that handles grace periods.
2050  */
2051 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2052 {
2053         int fqs_state;
2054         int gf;
2055         unsigned long j;
2056         int ret;
2057         struct rcu_state *rsp = arg;
2058         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2059
2060         rcu_bind_gp_kthread();
2061         for (;;) {
2062
2063                 /* Handle grace-period start. */
2064                 for (;;) {
2065                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2066                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2067                                                TPS("reqwait"));
2068                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2069                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2070                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2071                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2072                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2073                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2074                         if (rcu_gp_init(rsp))
2075                                 break;
2076                         cond_resched_rcu_qs();
2077                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2078                         WARN_ON(signal_pending(current));
2079                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2080                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2081                                                TPS("reqwaitsig"));
2082                 }
2083
2084                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2085                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
2086                 j = jiffies_till_first_fqs;
2087                 if (j > HZ) {
2088                         j = HZ;
2089                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2090                 }
2091                 ret = 0;
2092                 for (;;) {
2093                         if (!ret)
2094                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2095                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2096                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2097                                                TPS("fqswait"));
2098                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2099                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2100                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2101                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2102                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2103                         /* If grace period done, leave loop. */
2104                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2105                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2106                                 break;
2107                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2108                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2109                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2110                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2111                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2112                                                        TPS("fqsstart"));
2113                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
2114                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2115                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2116                                                        TPS("fqsend"));
2117                                 cond_resched_rcu_qs();
2118                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2119                         } else {
2120                                 /* Deal with stray signal. */
2121                                 cond_resched_rcu_qs();
2122                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2123                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2124                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2125                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2126                                                        TPS("fqswaitsig"));
2127                         }
2128                         j = jiffies_till_next_fqs;
2129                         if (j > HZ) {
2130                                 j = HZ;
2131                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2132                         } else if (j < 1) {
2133                                 j = 1;
2134                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2135                         }
2136                 }
2137
2138                 /* Handle grace-period end. */
2139                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2140                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2141                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2142         }
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2147  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2148  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2149  *
2150  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2151  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2152  * quiescent state.
2153  *
2154  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2155  */
2156 static bool
2157 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2158                       struct rcu_data *rdp)
2159 {
2160         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2161                 /*
2162                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2163                  * task, this CPU does not need another grace period,
2164                  * or a grace period is already in progress.
2165                  * Either way, don't start a new grace period.
2166                  */
2167                 return false;
2168         }
2169         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2170         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2171                                TPS("newreq"));
2172
2173         /*
2174          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2175          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2176          * the wakeup to our caller.
2177          */
2178         return true;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2183  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2184  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2185  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2186  * that is encountered beforehand.
2187  *
2188  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2189  */
2190 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2191 {
2192         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2193         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2194         bool ret = false;
2195
2196         /*
2197          * If there is no grace period in progress right now, any
2198          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2199          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2200          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2201          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2202          * then start the grace period!
2203          */
2204         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2205         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2206         return ret;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2211  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2212  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2213  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2214  * is released before return.
2215  */
2216 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2217         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2218 {
2219         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2220         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2221         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2222         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2223 }
2224
2225 /*
2226  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2227  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2228  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2229  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2230  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2231  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2232  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2233  * must be held upon entry, and it is released before return.
2234  */
2235 static void
2236 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2237                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2238         __releases(rnp->lock)
2239 {
2240         unsigned long oldmask = 0;
2241         struct rcu_node *rnp_c;
2242
2243         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2244         for (;;) {
2245                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2246
2247                         /*
2248                          * Our bit has already been cleared, or the
2249                          * relevant grace period is already over, so done.
2250                          */
2251                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2252                         return;
2253                 }
2254                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2255                 rnp->qsmask &= ~mask;
2256                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2257                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2258                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2259                                                  !!rnp->gp_tasks);
2260                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2261
2262                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2263                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2264                         return;
2265                 }
2266                 mask = rnp->grpmask;
2267                 if (rnp->parent == NULL) {
2268
2269                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2270
2271                         break;
2272                 }
2273                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2274                 rnp_c = rnp;
2275                 rnp = rnp->parent;
2276                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2277                 smp_mb__after_unlock_lock();
2278                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2279         }
2280
2281         /*
2282          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2283          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2284          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2285          */
2286         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2291  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2292  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2293  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2294  * disabled.
2295  */
2296 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2297                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2298         __releases(rnp->lock)
2299 {
2300         unsigned long gps;
2301         unsigned long mask;
2302         struct rcu_node *rnp_p;
2303
2304         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2305             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2306                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2307                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2308         }
2309
2310         rnp_p = rnp->parent;
2311         if (rnp_p == NULL) {
2312                 /*
2313                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2314                  * try to report up to its nonexistent parent!
2315                  */
2316                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2317                 return;
2318         }
2319
2320         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2321         gps = rnp->gpnum;
2322         mask = rnp->grpmask;
2323         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2324         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2325         smp_mb__after_unlock_lock();
2326         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2331  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2332  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2333  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2334  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2335  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2336  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2337  */
2338 static void
2339 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2340 {
2341         unsigned long flags;
2342         unsigned long mask;
2343         bool needwake;
2344         struct rcu_node *rnp;
2345
2346         rnp = rdp->mynode;
2347         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2348         smp_mb__after_unlock_lock();
2349         if ((rdp->passed_quiesce == 0 &&
2350              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2351             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2352             rdp->gpwrap) {
2353
2354                 /*
2355                  * The grace period in which this quiescent state was
2356                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2357                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2358                  * within the current grace period.
2359                  */
2360                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2361                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2362                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2363                 return;
2364         }
2365         mask = rdp->grpmask;
2366         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2367                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2368         } else {
2369                 rdp->qs_pending = 0;
2370
2371                 /*
2372                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2373                  * callbacks can be processed during the next GP.
2374                  */
2375                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2376
2377                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2378                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2379                 if (needwake)
2380                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2381         }
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2386  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2387  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2388  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2389  */
2390 static void
2391 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2392 {
2393         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2394         note_gp_changes(rsp, rdp);
2395
2396         /*
2397          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2398          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2399          */
2400         if (!rdp->qs_pending)
2401                 return;
2402
2403         /*
2404          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2405          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2406          */
2407         if (!rdp->passed_quiesce &&
2408             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2409                 return;
2410
2411         /*
2412          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2413          * judge of that).
2414          */
2415         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2420  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2421  * ->orphan_lock.
2422  */
2423 static void
2424 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2425                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2426 {
2427         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2428         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2429                 return;
2430
2431         /*
2432          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2433          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2434          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2435          */
2436         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2437                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2438                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2439                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2440                 rdp->qlen_lazy = 0;
2441                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2442         }
2443
2444         /*
2445          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2446          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2447          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2448          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2449          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2450          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2451          * we just reset the whole thing later on.
2452          */
2453         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2454                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2455                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2456                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2457         }
2458
2459         /*
2460          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2461          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2462          * required to pass though another grace period: They are done.
2463          */
2464         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2465                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2466                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2467         }
2468
2469         /*
2470          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2471          * disallow further callbacks on this CPU.
2472          */
2473         init_callback_list(rdp);
2474         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2475 }
2476
2477 /*
2478  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2479  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2480  */
2481 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2482 {
2483         int i;
2484         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2485
2486         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2487         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2488             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2489                 return;
2490
2491         /* Do the accounting first. */
2492         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2493         rdp->qlen += rsp->qlen;
2494         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2495         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2496                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2497         rsp->qlen_lazy = 0;
2498         rsp->qlen = 0;
2499
2500         /*
2501          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2502          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2503          * we are the task doing the rcu_barrier().
2504          */
2505
2506         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2507         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2508                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2509                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2510                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2511                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2512                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2513                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2514                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2515         }
2516
2517         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2518         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2519                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2520                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2521                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2522                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2523         }
2524 }
2525
2526 /*
2527  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2528  */
2529 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2530 {
2531         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2532         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2533         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2534
2535         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2536                 return;
2537
2538         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2539         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2540                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2541                                TPS("cpuofl"));
2542 }
2543
2544 /*
2545  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2546  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2547  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2548  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2549  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2550  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2551  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2552  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2553  * updated
2554  *
2555  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2556  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2557  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2558  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2559  * invoke it again.
2560  */
2561 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2562 {
2563         long mask;
2564         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2565
2566         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2567             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2568                 return;
2569         for (;;) {
2570                 mask = rnp->grpmask;
2571                 rnp = rnp->parent;
2572                 if (!rnp)
2573                         break;
2574                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2575                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2576                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2577                 rnp->qsmask &= ~mask;
2578                 if (rnp->qsmaskinit) {
2579                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2580                         return;
2581                 }
2582                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2583         }
2584 }
2585
2586 /*
2587  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2588  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2589  * bit masks.
2590  */
2591 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2592 {
2593         unsigned long flags;
2594         unsigned long mask;
2595         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2596         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2597
2598         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2599                 return;
2600
2601         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2602         mask = rdp->grpmask;
2603         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2604         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2605         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2606         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2607 }
2608
2609 /*
2610  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2611  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2612  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2613  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2614  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2615  */
2616 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2617 {
2618         unsigned long flags;
2619         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2620         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2621
2622         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2623                 return;
2624
2625         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2626         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2627
2628         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2629         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2630         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2631         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2632         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2633
2634         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2635                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2636                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2641  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2642  */
2643 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2644 {
2645         unsigned long flags;
2646         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2647         long bl, count, count_lazy;
2648         int i;
2649
2650         /* If no callbacks are ready, just return. */
2651         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2652                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2653                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2654                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2655                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2656                 return;
2657         }
2658
2659         /*
2660          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2661          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2662          */
2663         local_irq_save(flags);
2664         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2665         bl = rdp->blimit;
2666         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2667         list = rdp->nxtlist;
2668         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2669         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2670         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2671         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2672                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2673                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2674         local_irq_restore(flags);
2675
2676         /* Invoke callbacks. */
2677         count = count_lazy = 0;
2678         while (list) {
2679                 next = list->next;
2680                 prefetch(next);
2681                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2682                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2683                         count_lazy++;
2684                 list = next;
2685                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2686                 if (++count >= bl &&
2687                     (need_resched() ||
2688                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2689                         break;
2690         }
2691
2692         local_irq_save(flags);
2693         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2694                             is_idle_task(current),
2695                             rcu_is_callbacks_kthread());
2696
2697         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2698         if (list != NULL) {
2699                 *tail = rdp->nxtlist;
2700                 rdp->nxtlist = list;
2701                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2702                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2703                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2704                         else
2705                                 break;
2706         }
2707         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2708         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2709         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2710         rdp->n_cbs_invoked += count;
2711
2712         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2713         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2714                 rdp->blimit = blimit;
2715
2716         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2717         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2718                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2719                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2720         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2721                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2722         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2723
2724         local_irq_restore(flags);
2725
2726         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2727         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2728                 invoke_rcu_core();
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2733  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2734  * Also schedule RCU core processing.
2735  *
2736  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2737  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2738  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2739  */
2740 void rcu_check_callbacks(int user)
2741 {
2742         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2743         increment_cpu_stall_ticks();
2744         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2745
2746                 /*
2747                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2748                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2749                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2750                  * a quiescent state, so note it.
2751                  *
2752                  * No memory barrier is required here because both
2753                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2754                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2755                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2756                  */
2757
2758                 rcu_sched_qs();
2759                 rcu_bh_qs();
2760
2761         } else if (!in_softirq()) {
2762
2763                 /*
2764                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2765                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2766                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2767                  * critical section, so note it.
2768                  */
2769
2770                 rcu_bh_qs();
2771         }
2772         rcu_preempt_check_callbacks();
2773         if (rcu_pending())
2774                 invoke_rcu_core();
2775         if (user)
2776                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2777         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2778 }
2779
2780 /*
2781  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2782  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2783  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2784  *
2785  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2786  */
2787 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2788                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2789                                   unsigned long *maxj),
2790                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2791 {
2792         unsigned long bit;
2793         int cpu;
2794         unsigned long flags;
2795         unsigned long mask;
2796         struct rcu_node *rnp;
2797
2798         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2799                 cond_resched_rcu_qs();
2800                 mask = 0;
2801                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2802                 smp_mb__after_unlock_lock();
2803                 if (rnp->qsmask == 0) {
2804                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2805                             rsp != rcu_state_p ||
2806                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2807                                 /*
2808                                  * No point in scanning bits because they
2809                                  * are all zero.  But we might need to
2810                                  * priority-boost blocked readers.
2811                                  */
2812                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2813                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2814                                 continue;
2815                         }
2816                         if (rnp->parent &&
2817                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2818                                 /*
2819                                  * Race between grace-period
2820                                  * initialization and task exiting RCU
2821                                  * read-side critical section: Report.
2822                                  */
2823                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2824                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2825                                 continue;
2826                         }
2827                 }
2828                 cpu = rnp->grplo;
2829                 bit = 1;
2830                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2831                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2832                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2833                                         mask |= bit;
2834                         }
2835                 }
2836                 if (mask != 0) {
2837                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2838                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2839                 } else {
2840                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2841                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2842                 }
2843         }
2844 }
2845
2846 /*
2847  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2848  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2849  */
2850 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2851 {
2852         unsigned long flags;
2853         bool ret;
2854         struct rcu_node *rnp;
2855         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2856
2857         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2858         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2859         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2860                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2861                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2862                 if (rnp_old != NULL)
2863                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2864                 if (ret) {
2865                         rsp->n_force_qs_lh++;
2866                         return;
2867                 }
2868                 rnp_old = rnp;
2869         }
2870         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2871
2872         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2873         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2874         smp_mb__after_unlock_lock();
2875         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2876         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2877                 rsp->n_force_qs_lh++;
2878                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2879                 return;  /* Someone beat us to it. */
2880         }
2881         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2882         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2883         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2888  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2889  * whom the rdp belongs.
2890  */
2891 static void
2892 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2893 {
2894         unsigned long flags;
2895         bool needwake;
2896         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2897
2898         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2899
2900         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2901         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2902
2903         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2904         local_irq_save(flags);
2905         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2906                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2907                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2908                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2909                 if (needwake)
2910                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2911         } else {
2912                 local_irq_restore(flags);
2913         }
2914
2915         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2916         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2917                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2918
2919         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2920         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Do RCU core processing for the current CPU.
2925  */
2926 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2927 {
2928         struct rcu_state *rsp;
2929
2930         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2931                 return;
2932         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2933         for_each_rcu_flavor(rsp)
2934                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2935         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2940  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2941  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2942  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2943  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2944  */
2945 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2946 {
2947         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2948                 return;
2949         if (likely(!rsp->boost)) {
2950                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2951                 return;
2952         }
2953         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2954 }
2955
2956 static void invoke_rcu_core(void)
2957 {
2958         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2959                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2964  */
2965 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2966                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2967 {
2968         bool needwake;
2969
2970         /*
2971          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2972          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2973          */
2974         if (!rcu_is_watching())
2975                 invoke_rcu_core();
2976
2977         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2978         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2979                 return;
2980
2981         /*
2982          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2983          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2984          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2985          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2986          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2987          */
2988         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2989
2990                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2991                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2992
2993                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2994                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2995                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2996
2997                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2998                         smp_mb__after_unlock_lock();
2999                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3000                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
3001                         if (needwake)
3002                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3003                 } else {
3004                         /* Give the grace period a kick. */
3005                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3006                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3007                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3008                                 force_quiescent_state(rsp);
3009                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3010                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3011                 }
3012         }
3013 }
3014
3015 /*
3016  * RCU callback function to leak a callback.
3017  */
3018 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3019 {
3020 }
3021
3022 /*
3023  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3024  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3025  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3026  * is expected to specify a CPU.
3027  */
3028 static void
3029 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3030            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3031 {
3032         unsigned long flags;
3033         struct rcu_data *rdp;
3034
3035         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3036         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3037                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3038                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3039                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3040                 return;
3041         }
3042         head->func = func;
3043         head->next = NULL;
3044
3045         /*
3046          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3047          * Note that we might see a beginning right after we see an
3048          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3049          * a quiescent state betweentimes.
3050          */
3051         local_irq_save(flags);
3052         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3053
3054         /* Add the callback to our list. */
3055         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3056                 int offline;
3057
3058                 if (cpu != -1)
3059                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3060                 if (likely(rdp->mynode)) {
3061                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3062                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3063                         WARN_ON_ONCE(offline);
3064                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3065                         local_irq_restore(flags);
3066                         return;
3067                 }
3068                 /*
3069                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3070                  * and then drop through to queue the callback.
3071                  */
3072                 BUG_ON(cpu != -1);
3073                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3074                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3075                         init_default_callback_list(rdp);
3076         }
3077         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3078         if (lazy)
3079                 rdp->qlen_lazy++;
3080         else
3081                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3082         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3083         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3084         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3085
3086         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3087                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3088                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3089         else
3090                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3091
3092         /* Go handle any RCU core processing required. */
3093         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3094         local_irq_restore(flags);
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3099  */
3100 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3101 {
3102         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3103 }
3104 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3105
3106 /*
3107  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3108  */
3109 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3110 {
3111         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3112 }
3113 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3114
3115 /*
3116  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3117  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3118  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3119  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3120  * function may only be called from __kfree_rcu().
3121  */
3122 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3123                     rcu_callback_t func)
3124 {
3125         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3126 }
3127 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3128
3129 /*
3130  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3131  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3132  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3133  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3134  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3135  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3136  * some overhead: RCU still operates correctly.
3137  */
3138 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3139 {
3140         int ret;
3141
3142         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3143         preempt_disable();
3144         ret = num_online_cpus() <= 1;
3145         preempt_enable();
3146         return ret;
3147 }
3148
3149 /**
3150  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3151  *
3152  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3153  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3154  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3155  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3156  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3157  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3158  * rcu_read_lock_sched().
3159  *
3160  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3161  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3162  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3163  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3164  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3165  *
3166  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3167  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3168  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3169  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3170  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3171  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3172  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3173  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3174  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3175  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3176  * that are executing in the kernel.
3177  *
3178  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3179  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3180  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3181  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3182  * again only if the system has more than one CPU).
3183  *
3184  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3185  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3186  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3187  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3188  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3189  */
3190 void synchronize_sched(void)
3191 {
3192         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3193                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3194                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3195                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3196         if (rcu_blocking_is_gp())
3197                 return;
3198         if (rcu_gp_is_expedited())
3199                 synchronize_sched_expedited();
3200         else
3201                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3202 }
3203 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3204
3205 /**
3206  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3207  *
3208  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3209  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3210  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3211  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3212  * and may be nested.
3213  *
3214  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3215  * on memory ordering guarantees.
3216  */
3217 void synchronize_rcu_bh(void)
3218 {
3219         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3220                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3221                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3222                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3223         if (rcu_blocking_is_gp())
3224                 return;
3225         if (rcu_gp_is_expedited())
3226                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3227         else
3228                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3229 }
3230 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3231
3232 /**
3233  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3234  *
3235  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3236  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3237  * meantime.
3238  */
3239 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3240 {
3241         /*
3242          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3243          * before the load from ->gpnum.
3244          */
3245         smp_mb();  /* ^^^ */
3246
3247         /*
3248          * Make sure this load happens before the purportedly
3249          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3250          * and cond_synchronize_rcu().
3251          */
3252         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3255
3256 /**
3257  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3258  *
3259  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3260  *
3261  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3262  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3263  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3264  *
3265  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3266  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3267  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3268  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3269  */
3270 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3271 {
3272         unsigned long newstate;
3273
3274         /*
3275          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3276          * actions the caller might carry out after we return.
3277          */
3278         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3279         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3280                 synchronize_rcu();
3281 }
3282 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3283
3284 /**
3285  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3286  *
3287  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3288  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3289  * meantime.
3290  */
3291 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3292 {
3293         /*
3294          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3295          * before the load from ->gpnum.
3296          */
3297         smp_mb();  /* ^^^ */
3298
3299         /*
3300          * Make sure this load happens before the purportedly
3301          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3302          * and cond_synchronize_sched().
3303          */
3304         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3305 }
3306 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3307
3308 /**
3309  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3310  *
3311  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3312  *
3313  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3314  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3315  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3316  *
3317  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3318  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3319  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3320  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3321  */
3322 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3323 {
3324         unsigned long newstate;
3325
3326         /*
3327          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3328          * actions the caller might carry out after we return.
3329          */
3330         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3331         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3332                 synchronize_sched();
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3335
3336 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3337 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3338 {
3339         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3340         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3341         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3342 }
3343
3344 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3345 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3346 {
3347         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3348         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3349         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3350 }
3351
3352 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3353 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3354 {
3355         unsigned long s;
3356
3357         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3358         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3359         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3360         return s;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3365  * full update-side operation has occurred.
3366  */
3367 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3368 {
3369         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3370 }
3371
3372 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3373 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3374 {
3375         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3376 }
3377 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3378 {
3379         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3380         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3381 }
3382 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3383 {
3384         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3385 }
3386 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3387 {
3388         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3389 }
3390
3391 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3392 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3393                                struct rcu_data *rdp,
3394                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3395 {
3396         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3397                 if (rnp)
3398                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3399                 else if (rdp)
3400                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3401                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3402                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3403                 atomic_long_inc(stat);
3404                 return true;
3405         }
3406         return false;
3407 }
3408
3409 /*
3410  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3411  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3412  * task did the expedited grace period for us.
3413  */
3414 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3415 {
3416         struct rcu_data *rdp;
3417         struct rcu_node *rnp0;
3418         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3419
3420         /*
3421          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3422          * latency in the common case where expedited grace periods are
3423          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3424          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3425          */
3426         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3427         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3428                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3429                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3430                                                &rsp->expedited_workdone0, s))
3431                                 return NULL;
3432                         return rnp0;
3433                 }
3434         }
3435
3436         /*
3437          * Each pass through the following loop works its way
3438          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3439          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3440          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3441          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3442          * strictly needed for correctness.
3443          */
3444         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3445         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rsp->expedited_workdone1, s))
3446                 return NULL;
3447         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3448         rnp0 = rdp->mynode;
3449         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3450                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3451                                        &rsp->expedited_workdone2, s))
3452                         return NULL;
3453                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3454                 if (rnp1)
3455                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3456                 else
3457                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3458                 rnp1 = rnp0;
3459         }
3460         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3461                                &rsp->expedited_workdone3, s))
3462                 return NULL;
3463         return rnp1;
3464 }
3465
3466 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3467 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
3468 {
3469         struct rcu_data *rdp = data;
3470         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3471
3472         /* We are here: If we are last, do the wakeup. */
3473         rdp->exp_done = true;
3474         if (atomic_dec_and_test(&rsp->expedited_need_qs))
3475                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3476         return 0;
3477 }
3478
3479 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3480 {
3481         int cpu;
3482         unsigned long jiffies_stall;
3483         unsigned long jiffies_start;
3484         struct rcu_data *rdp;
3485         int ret;
3486
3487         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3488         jiffies_start = jiffies;
3489
3490         for (;;) {
3491                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3492                                 rsp->expedited_wq,
3493                                 !atomic_read(&rsp->expedited_need_qs),
3494                                 jiffies_stall);
3495                 if (ret > 0)
3496                         return;
3497                 if (ret < 0) {
3498                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3499                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3500                                    !atomic_read(&rsp->expedited_need_qs));
3501                         return;
3502                 }
3503                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs: {",
3504                        rsp->name);
3505                 for_each_online_cpu(cpu) {
3506                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3507
3508                         if (rdp->exp_done)
3509                                 continue;
3510                         pr_cont(" %d", cpu);
3511                 }
3512                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu\n",
3513                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence);
3514                 for_each_online_cpu(cpu) {
3515                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3516
3517                         if (rdp->exp_done)
3518                                 continue;
3519                         dump_cpu_task(cpu);
3520                 }
3521                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3522         }
3523 }
3524
3525 /**
3526  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3527  *
3528  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3529  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3530  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3531  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3532  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3533  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3534  * synchronize_sched() instead.
3535  *
3536  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3537  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3538  * determine when someone else has already done the work instead of for
3539  * retrying readers.
3540  */
3541 void synchronize_sched_expedited(void)
3542 {
3543         int cpu;
3544         unsigned long s;
3545         struct rcu_node *rnp;
3546         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3547
3548         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3549         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3550
3551         if (!try_get_online_cpus()) {
3552                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3553                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3554                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3555                 return;
3556         }
3557         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3558
3559         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3560         if (rnp == NULL) {
3561                 put_online_cpus();
3562                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3563         }
3564
3565         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3566
3567         /* Stop each CPU that is online, non-idle, and not us. */
3568         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
3569         atomic_set(&rsp->expedited_need_qs, 1); /* Extra count avoids race. */
3570         for_each_online_cpu(cpu) {
3571                 struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3572                 struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3573
3574                 rdp->exp_done = false;
3575
3576                 /* Skip our CPU and any idle CPUs. */
3577                 if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3578                     !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3579                         continue;
3580                 atomic_inc(&rsp->expedited_need_qs);
3581                 stop_one_cpu_nowait(cpu, synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3582                                     rdp, &rdp->exp_stop_work);
3583         }
3584
3585         /* Remove extra count and, if necessary, wait for CPUs to stop. */
3586         if (!atomic_dec_and_test(&rsp->expedited_need_qs))
3587                 synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3588
3589         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3590         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3591
3592         put_online_cpus();
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3595
3596 /*
3597  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3598  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3599  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3600  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3601  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3602  */
3603 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3604 {
3605         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3606
3607         rdp->n_rcu_pending++;
3608
3609         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3610         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3611
3612         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3613         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3614                 return 0;
3615
3616         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3617         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3618             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce &&
3619             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3620                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3621         } else if (rdp->qs_pending &&
3622                    (rdp->passed_quiesce ||
3623                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3624                 rdp->n_rp_report_qs++;
3625                 return 1;
3626         }
3627
3628         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3629         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3630                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3631                 return 1;
3632         }
3633
3634         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3635         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3636                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3637                 return 1;
3638         }
3639
3640         /* Has another RCU grace period completed?  */
3641         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3642                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3643                 return 1;
3644         }
3645
3646         /* Has a new RCU grace period started? */
3647         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3648             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3649                 rdp->n_rp_gp_started++;
3650                 return 1;
3651         }
3652
3653         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3654         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3655                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3656                 return 1;
3657         }
3658
3659         /* nothing to do */
3660         rdp->n_rp_need_nothing++;
3661         return 0;
3662 }
3663
3664 /*
3665  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3666  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3667  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3668  */
3669 static int rcu_pending(void)
3670 {
3671         struct rcu_state *rsp;
3672
3673         for_each_rcu_flavor(rsp)
3674                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3675                         return 1;
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 /*
3680  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3681  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3682  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3683  */
3684 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3685 {
3686         bool al = true;
3687         bool hc = false;
3688         struct rcu_data *rdp;
3689         struct rcu_state *rsp;
3690
3691         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3692                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3693                 if (!rdp->nxtlist)
3694                         continue;
3695                 hc = true;
3696                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3697                         al = false;
3698                         break;
3699                 }
3700         }
3701         if (all_lazy)
3702                 *all_lazy = al;
3703         return hc;
3704 }
3705
3706 /*
3707  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3708  * the compiler is expected to optimize this away.
3709  */
3710 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3711                                int cpu, unsigned long done)
3712 {
3713         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3714                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3719  * up the task executing _rcu_barrier().
3720  */
3721 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3722 {
3723         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3724         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3725
3726         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3727                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3728                 complete(&rsp->barrier_completion);
3729         } else {
3730                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3731         }
3732 }
3733
3734 /*
3735  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3736  */
3737 static void rcu_barrier_func(void *type)
3738 {
3739         struct rcu_state *rsp = type;
3740         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3741
3742         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3743         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3744         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3745 }
3746
3747 /*
3748  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3749  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3750  */
3751 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3752 {
3753         int cpu;
3754         struct rcu_data *rdp;
3755         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3756
3757         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3758
3759         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3760         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3761
3762         /* Did someone else do our work for us? */
3763         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3764                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3765                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3766                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3767                 return;
3768         }
3769
3770         /* Mark the start of the barrier operation. */
3771         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3772         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3773
3774         /*
3775          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3776          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3777          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3778          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3779          */
3780         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3781         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3782         get_online_cpus();
3783
3784         /*
3785          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3786          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3787          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3788          */
3789         for_each_possible_cpu(cpu) {
3790                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3791                         continue;
3792                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3793                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3794                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3795                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3796                                                    rsp->barrier_sequence);
3797                         } else {
3798                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3799                                                    rsp->barrier_sequence);
3800                                 smp_mb__before_atomic();
3801                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3802                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3803                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3804                         }
3805                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3806                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3807                                            rsp->barrier_sequence);
3808                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3809                 } else {
3810                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3811                                            rsp->barrier_sequence);
3812                 }
3813         }
3814         put_online_cpus();
3815
3816         /*
3817          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3818          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3819          */
3820         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3821                 complete(&rsp->barrier_completion);
3822
3823         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3824         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3825
3826         /* Mark the end of the barrier operation. */
3827         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3828         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3829
3830         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3831         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3832 }
3833
3834 /**
3835  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3836  */
3837 void rcu_barrier_bh(void)
3838 {
3839         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3840 }
3841 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3842
3843 /**
3844  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3845  */
3846 void rcu_barrier_sched(void)
3847 {
3848         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3849 }
3850 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3851
3852 /*
3853  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3854  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3855  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3856  * disabled.
3857  */
3858 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3859 {
3860         long mask;
3861         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3862
3863         for (;;) {
3864                 mask = rnp->grpmask;
3865                 rnp = rnp->parent;
3866                 if (rnp == NULL)
3867                         return;
3868                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
3869                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3870                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
3871         }
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3876  */
3877 static void __init
3878 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3879 {
3880         static struct lock_class_key rcu_exp_sched_rdp_class;
3881         unsigned long flags;
3882         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3883         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3884
3885         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3886         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3887         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3888         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3889         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3890         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3891         rdp->cpu = cpu;
3892         rdp->rsp = rsp;
3893         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
3894         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3895         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3896         if (rsp == &rcu_sched_state)
3897                 lockdep_set_class_and_name(&rdp->exp_funnel_mutex,
3898                                            &rcu_exp_sched_rdp_class,
3899                                            "rcu_data_exp_sched");
3900 }
3901
3902 /*
3903  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3904  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3905  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3906  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3907  */
3908 static void
3909 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3910 {
3911         unsigned long flags;
3912         unsigned long mask;
3913         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3914         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3915
3916         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3917         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3918         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3919         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3920         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3921         rdp->blimit = blimit;
3922         if (!rdp->nxtlist)
3923                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3924         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3925         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3926         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3927                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3928         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3929
3930         /*
3931          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3932          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3933          * of the next grace period.
3934          */
3935         rnp = rdp->mynode;
3936         mask = rdp->grpmask;
3937         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
3938         smp_mb__after_unlock_lock();
3939         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3940         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3941         rdp->completed = rnp->completed;
3942         rdp->passed_quiesce = false;
3943         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3944         rdp->qs_pending = false;
3945         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3946         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3947 }
3948
3949 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3950 {
3951         struct rcu_state *rsp;
3952
3953         for_each_rcu_flavor(rsp)
3954                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3955 }
3956
3957 /*
3958  * Handle CPU online/offline notification events.
3959  */
3960 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3961                    unsigned long action, void *hcpu)
3962 {
3963         long cpu = (long)hcpu;
3964         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3965         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3966         struct rcu_state *rsp;
3967
3968         switch (action) {
3969         case CPU_UP_PREPARE:
3970         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3971                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3972                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3973                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3974                 break;
3975         case CPU_ONLINE:
3976         case CPU_DOWN_FAILED:
3977                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3978                 break;
3979         case CPU_DOWN_PREPARE:
3980                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3981                 break;
3982         case CPU_DYING:
3983         case CPU_DYING_FROZEN:
3984                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3985                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3986                 break;
3987         case CPU_DYING_IDLE:
3988                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3989                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3990                 }
3991                 break;
3992         case CPU_DEAD:
3993         case CPU_DEAD_FROZEN:
3994         case CPU_UP_CANCELED:
3995         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3996                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3997                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3998                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3999                 }
4000                 break;
4001         default:
4002                 break;
4003         }
4004         return NOTIFY_OK;
4005 }
4006
4007 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4008                          unsigned long action, void *hcpu)
4009 {
4010         switch (action) {
4011         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4012         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4013                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4014                         rcu_expedite_gp();
4015                 break;
4016         case PM_POST_HIBERNATION:
4017         case PM_POST_SUSPEND:
4018                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4019                         rcu_unexpedite_gp();
4020                 break;
4021         default:
4022                 break;
4023         }
4024         return NOTIFY_OK;
4025 }
4026
4027 /*
4028  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4029  */
4030 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4031 {
4032         unsigned long flags;
4033         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4034         struct rcu_node *rnp;
4035         struct rcu_state *rsp;
4036         struct sched_param sp;
4037         struct task_struct *t;
4038
4039         /* Force priority into range. */
4040         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4041                 kthread_prio = 1;
4042         else if (kthread_prio < 0)
4043                 kthread_prio = 0;
4044         else if (kthread_prio > 99)
4045                 kthread_prio = 99;
4046         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4047                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4048                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4049
4050         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4051         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4052                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4053                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4054                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4055                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4056                 rsp->gp_kthread = t;
4057                 if (kthread_prio) {
4058                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4059                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4060                 }
4061                 wake_up_process(t);
4062                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4063         }
4064         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4065         rcu_spawn_boost_kthreads();
4066         return 0;
4067 }
4068 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4069
4070 /*
4071  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4072  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4073  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4074  * task is booting the system).  After this function is called, the
4075  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4076  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4077  */
4078 void rcu_scheduler_starting(void)
4079 {
4080         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4081         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4082         rcu_scheduler_active = 1;
4083 }
4084
4085 /*
4086  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4087  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4088  */
4089 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4090 {
4091         int i;
4092
4093         if (rcu_fanout_exact) {
4094                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4095                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4096                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4097         } else {
4098                 int ccur;
4099                 int cprv;
4100
4101                 cprv = nr_cpu_ids;
4102                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4103                         ccur = levelcnt[i];
4104                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4105                         cprv = ccur;
4106                 }
4107         }
4108 }
4109
4110 /*
4111  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4112  */
4113 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
4114                 struct rcu_data __percpu *rda)
4115 {
4116         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4117         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4118         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4119         static const char * const exp_sched[] = RCU_EXP_SCHED_NAME_INIT;
4120         static u8 fl_mask = 0x1;
4121
4122         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4123         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4124         int cpustride = 1;
4125         int i;
4126         int j;
4127         struct rcu_node *rnp;
4128
4129         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4130
4131         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4132         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4133                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4134
4135         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4136
4137         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4138                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4139         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4140                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4141         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4142         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4143         fl_mask <<= 1;
4144
4145         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4146
4147         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4148                 cpustride *= levelspread[i];
4149                 rnp = rsp->level[i];
4150                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4151                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4152                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4153                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4154                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4155                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4156                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4157                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4158                         rnp->completed = rsp->completed;
4159                         rnp->qsmask = 0;
4160                         rnp->qsmaskinit = 0;
4161                         rnp->grplo = j * cpustride;
4162                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4163                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4164                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4165                         if (i == 0) {
4166                                 rnp->grpnum = 0;
4167                                 rnp->grpmask = 0;
4168                                 rnp->parent = NULL;
4169                         } else {
4170                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4171                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4172                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4173                                               j / levelspread[i - 1];
4174                         }
4175                         rnp->level = i;
4176                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4177                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4178                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4179                         if (rsp == &rcu_sched_state)
4180                                 lockdep_set_class_and_name(
4181                                         &rnp->exp_funnel_mutex,
4182                                         &rcu_exp_sched_class[i], exp_sched[i]);
4183                         else
4184                                 lockdep_set_class_and_name(
4185                                         &rnp->exp_funnel_mutex,
4186                                         &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4187                 }
4188         }
4189
4190         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4191         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4192         for_each_possible_cpu(i) {
4193                 while (i > rnp->grphi)
4194                         rnp++;
4195                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4196                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4197         }
4198         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4199 }
4200
4201 /*
4202  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4203  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4204  * the ->node array in the rcu_state structure.
4205  */
4206 static void __init rcu_init_geometry(void)
4207 {
4208         ulong d;
4209         int i;
4210         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4211
4212         /*
4213          * Initialize any unspecified boot parameters.
4214          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4215          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4216          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4217          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4218          */
4219         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4220         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4221                 jiffies_till_first_fqs = d;
4222         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4223                 jiffies_till_next_fqs = d;
4224
4225         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4226         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4227             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4228                 return;
4229         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4230                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4231
4232         /*
4233          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4234          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4235          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4236          * limit is exceeded.
4237          */
4238         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4239             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4240                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4241                 WARN_ON(1);
4242                 return;
4243         }
4244
4245         /*
4246          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4247          * with the given number of levels.
4248          */
4249         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4250         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4251                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4252
4253         /*
4254          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4255          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4256          */
4257         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4258                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4259                 WARN_ON(1);
4260                 return;
4261         }
4262
4263         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4264         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4265         }
4266         rcu_num_lvls = i + 1;
4267
4268         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4269         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4270                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4271                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4272         }
4273
4274         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4275         rcu_num_nodes = 0;
4276         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4277                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4278 }
4279
4280 /*
4281  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4282  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4283  */
4284 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4285 {
4286         int level = 0;
4287         struct rcu_node *rnp;
4288
4289         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4290         pr_info(" ");
4291         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4292                 if (rnp->level != level) {
4293                         pr_cont("\n");
4294                         pr_info(" ");
4295                         level = rnp->level;
4296                 }
4297                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4298         }
4299         pr_cont("\n");
4300 }
4301
4302 void __init rcu_init(void)
4303 {
4304         int cpu;
4305
4306         rcu_early_boot_tests();
4307
4308         rcu_bootup_announce();
4309         rcu_init_geometry();
4310         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4311         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4312         if (dump_tree)
4313                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4314         __rcu_init_preempt();
4315         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4316
4317         /*
4318          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4319          * this is called early in boot, before either interrupts
4320          * or the scheduler are operational.
4321          */
4322         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4323         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4324         for_each_online_cpu(cpu)
4325                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4326 }
4327
4328 #include "tree_plugin.h"