]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcutree.c
Merge branch 'upstream' of git://git.linux-mips.org/pub/scm/ralf/upstream-linus
[karo-tx-linux.git] / kernel / rcutree.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, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
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/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56 #include <linux/ftrace_event.h>
57 #include <linux/suspend.h>
58
59 #include "rcutree.h"
60 #include <trace/events/rcu.h>
61
62 #include "rcu.h"
63
64 /*
65  * Strings used in tracepoints need to be exported via the
66  * tracing system such that tools like perf and trace-cmd can
67  * translate the string address pointers to actual text.
68  */
69 #define TPS(x)  tracepoint_string(x)
70
71 /* Data structures. */
72
73 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
74 static struct lock_class_key rcu_fqs_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 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
85 static char sname##_varname[] = #sname; \
86 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
87 struct rcu_state sname##_state = { \
88         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
89         .call = cr, \
90         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
91         .gpnum = 0UL - 300UL, \
92         .completed = 0UL - 300UL, \
93         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
94         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
95         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
96         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
97         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
98         .name = sname##_varname, \
99         .abbr = sabbr, \
100 }; \
101 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
102
103 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
104 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
105
106 static struct rcu_state *rcu_state;
107 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
108
109 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
110 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
111 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
112 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
113 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
114         NUM_RCU_LVL_0,
115         NUM_RCU_LVL_1,
116         NUM_RCU_LVL_2,
117         NUM_RCU_LVL_3,
118         NUM_RCU_LVL_4,
119 };
120 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
121
122 /*
123  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
124  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
125  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
126  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
127  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
128  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
129  * positives from lockdep-RCU error checking.
130  */
131 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
133
134 /*
135  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
136  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
137  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
138  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
139  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
140  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
141  *
142  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
143  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
144  * a time.
145  */
146 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
147
148 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
149
150 /*
151  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
152  * handle all flavors of RCU.
153  */
154 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
155 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
156 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
157 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
158
159 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
160
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 /*
166  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
167  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
168  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
169  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
170  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
171  * These variables enable correlating rcutorture output with the
172  * RCU tracing information.
173  */
174 unsigned long rcutorture_testseq;
175 unsigned long rcutorture_vernum;
176
177 /*
178  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
179  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
180  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
181  */
182 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
183 {
184         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
185 }
186
187 /*
188  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
189  * how many quiescent states passed, just if there was at least
190  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
191  * The caller must have disabled preemption.
192  */
193 void rcu_sched_qs(int cpu)
194 {
195         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
196
197         if (rdp->passed_quiesce == 0)
198                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
199         rdp->passed_quiesce = 1;
200 }
201
202 void rcu_bh_qs(int cpu)
203 {
204         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
205
206         if (rdp->passed_quiesce == 0)
207                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
208         rdp->passed_quiesce = 1;
209 }
210
211 /*
212  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
213  * and requires special handling for preemptible RCU.
214  * The caller must have disabled preemption.
215  */
216 void rcu_note_context_switch(int cpu)
217 {
218         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
219         rcu_sched_qs(cpu);
220         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
221         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
222 }
223 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
224
225 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
226         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
227         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
228 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
229         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
230         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
231 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
232 };
233
234 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
235 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
236 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
237
238 module_param(blimit, long, 0444);
239 module_param(qhimark, long, 0444);
240 module_param(qlowmark, long, 0444);
241
242 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
243 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
244
245 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
246 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
247
248 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
249                                   struct rcu_data *rdp);
250 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
251                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
252                                   unsigned long *maxj),
253                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
254 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
255 static int rcu_pending(int cpu);
256
257 /*
258  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
259  */
260 long rcu_batches_completed_sched(void)
261 {
262         return rcu_sched_state.completed;
263 }
264 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
265
266 /*
267  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
268  */
269 long rcu_batches_completed_bh(void)
270 {
271         return rcu_bh_state.completed;
272 }
273 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
274
275 /*
276  * Force a quiescent state for RCU BH.
277  */
278 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
279 {
280         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
281 }
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
283
284 /*
285  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
286  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
287  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
288  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
289  * store this state in rcutorture itself.
290  */
291 void rcutorture_record_test_transition(void)
292 {
293         rcutorture_testseq++;
294         rcutorture_vernum = 0;
295 }
296 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
297
298 /*
299  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
300  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
301  * messages.
302  */
303 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
304 {
305         rcutorture_vernum++;
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
308
309 /*
310  * Force a quiescent state for RCU-sched.
311  */
312 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
313 {
314         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
315 }
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
317
318 /*
319  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
320  */
321 static int
322 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
323 {
324         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
325                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
326 }
327
328 /*
329  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
330  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
331  * normal callback registry.
332  */
333 static int
334 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
335 {
336         int i;
337
338         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
339                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
340         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
341                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
342         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
343                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
344         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
345                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
346         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
347                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
348                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
349                                  rdp->nxtcompleted[i]))
350                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
351         return 0; /* No grace period needed. */
352 }
353
354 /*
355  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
356  */
357 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
358 {
359         return &rsp->node[0];
360 }
361
362 /*
363  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
364  *
365  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
366  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
367  * The caller must have disabled interrupts.
368  */
369 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
370                                 bool user)
371 {
372         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
373         if (!user && !is_idle_task(current)) {
374                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
375
376                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
377                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
378                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
379                           current->pid, current->comm,
380                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
381         }
382         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
383         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
384         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
385         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
386         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
387         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
388
389         /*
390          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
391          * in an RCU read-side critical section.
392          */
393         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
394                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
395         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
396                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
397         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
398                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
399 }
400
401 /*
402  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
403  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
404  */
405 static void rcu_eqs_enter(bool user)
406 {
407         long long oldval;
408         struct rcu_dynticks *rdtp;
409
410         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
411         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
412         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
413         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
414                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
415         else
416                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
417         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
418 }
419
420 /**
421  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
422  *
423  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
424  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
425  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
426  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
427  *
428  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
429  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
430  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
431  */
432 void rcu_idle_enter(void)
433 {
434         unsigned long flags;
435
436         local_irq_save(flags);
437         rcu_eqs_enter(false);
438         rcu_sysidle_enter(&__get_cpu_var(rcu_dynticks), 0);
439         local_irq_restore(flags);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
442
443 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
444 /**
445  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
446  *
447  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
448  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
449  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
450  * when the CPU runs in userspace.
451  */
452 void rcu_user_enter(void)
453 {
454         rcu_eqs_enter(1);
455 }
456 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
457
458 /**
459  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
460  *
461  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
462  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
463  * sections can occur.
464  *
465  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
466  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
467  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
468  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
469  *
470  * Use things like work queues to work around this limitation.
471  *
472  * You have been warned.
473  */
474 void rcu_irq_exit(void)
475 {
476         unsigned long flags;
477         long long oldval;
478         struct rcu_dynticks *rdtp;
479
480         local_irq_save(flags);
481         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
482         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
483         rdtp->dynticks_nesting--;
484         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
485         if (rdtp->dynticks_nesting)
486                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
487         else
488                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
489         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
490         local_irq_restore(flags);
491 }
492
493 /*
494  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
495  *
496  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
497  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
498  * The caller must have disabled interrupts.
499  */
500 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
501                                int user)
502 {
503         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
504         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
505         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
506         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
507         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
508         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
509         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510         if (!user && !is_idle_task(current)) {
511                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
512
513                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
514                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
515                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
516                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
517                           current->pid, current->comm,
518                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
519         }
520 }
521
522 /*
523  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
524  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
525  */
526 static void rcu_eqs_exit(bool user)
527 {
528         struct rcu_dynticks *rdtp;
529         long long oldval;
530
531         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
532         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
533         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
534         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
535                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
536         else
537                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
538         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
539 }
540
541 /**
542  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
543  *
544  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
545  * read-side critical sections can occur.
546  *
547  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
548  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
549  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
550  * now starting.
551  */
552 void rcu_idle_exit(void)
553 {
554         unsigned long flags;
555
556         local_irq_save(flags);
557         rcu_eqs_exit(false);
558         rcu_sysidle_exit(&__get_cpu_var(rcu_dynticks), 0);
559         local_irq_restore(flags);
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
562
563 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
564 /**
565  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
566  *
567  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
568  * run a RCU read side critical section anytime.
569  */
570 void rcu_user_exit(void)
571 {
572         rcu_eqs_exit(1);
573 }
574 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
575
576 /**
577  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
578  *
579  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
580  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
581  * sections can occur.
582  *
583  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
584  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
585  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
586  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
587  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
588  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
589  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
590  *
591  * Use things like work queues to work around this limitation.
592  *
593  * You have been warned.
594  */
595 void rcu_irq_enter(void)
596 {
597         unsigned long flags;
598         struct rcu_dynticks *rdtp;
599         long long oldval;
600
601         local_irq_save(flags);
602         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
603         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
604         rdtp->dynticks_nesting++;
605         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
606         if (oldval)
607                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
608         else
609                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
610         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
611         local_irq_restore(flags);
612 }
613
614 /**
615  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
616  *
617  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
618  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
619  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
620  */
621 void rcu_nmi_enter(void)
622 {
623         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
624
625         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
626             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
627                 return;
628         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
629         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
630         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
631         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
632         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
633         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
634 }
635
636 /**
637  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
638  *
639  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
640  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
641  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
642  */
643 void rcu_nmi_exit(void)
644 {
645         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
646
647         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
648             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
649                 return;
650         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
651         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
652         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
653         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
654         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
655 }
656
657 /**
658  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
659  *
660  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
661  * or NMI handler, return true.
662  */
663 int rcu_is_cpu_idle(void)
664 {
665         int ret;
666
667         preempt_disable();
668         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
669         preempt_enable();
670         return ret;
671 }
672 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
673
674 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
675
676 /*
677  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
678  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
679  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
680  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
681  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
682  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
683  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
684  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
685  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
686  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
687  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
688  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
689  * notifiers.
690  *
691  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
692  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
693  *
694  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
695  * errors from NMI handlers anyway.
696  */
697 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
698 {
699         struct rcu_data *rdp;
700         struct rcu_node *rnp;
701         bool ret;
702
703         if (in_nmi())
704                 return 1;
705         preempt_disable();
706         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
707         rnp = rdp->mynode;
708         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
709               !rcu_scheduler_fully_active;
710         preempt_enable();
711         return ret;
712 }
713 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
714
715 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
716
717 /**
718  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
719  *
720  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
721  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
722  * disabled preemption.
723  */
724 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
725 {
726         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
727 }
728
729 /*
730  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
731  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
732  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
733  */
734 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
735                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
736 {
737         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
738         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
739         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
740 }
741
742 /*
743  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
744  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
745  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
746  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
747  */
748 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
749                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
750 {
751         unsigned int curr;
752         unsigned int snap;
753
754         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
755         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
756
757         /*
758          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
759          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
760          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
761          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
762          * read-side critical section that started before the beginning
763          * of the current RCU grace period.
764          */
765         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
766                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
767                 rdp->dynticks_fqs++;
768                 return 1;
769         }
770
771         /*
772          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
773          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
774          * state: If we see it offline even once, it has been through a
775          * quiescent state.
776          *
777          * The reason for insisting that the grace period be at least
778          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
779          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
780          * sections.
781          */
782         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
783                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
784         barrier();
785         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
786                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
787                 rdp->offline_fqs++;
788                 return 1;
789         }
790
791         /*
792          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
793          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
794          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
795          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
796          * CPU is in this state.
797          */
798         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
799
800         return 0;
801 }
802
803 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
804 {
805         rsp->gp_start = jiffies;
806         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
807 }
808
809 /*
810  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
811  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
812  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
813  * printed by the target CPU.
814  */
815 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         int cpu;
818         unsigned long flags;
819         struct rcu_node *rnp;
820
821         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
822                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
823                 if (rnp->qsmask != 0) {
824                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
825                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
826                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
827                 }
828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
829         }
830 }
831
832 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
833 {
834         int cpu;
835         long delta;
836         unsigned long flags;
837         int ndetected = 0;
838         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
839         long totqlen = 0;
840
841         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
842
843         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
844         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
845         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
846                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
847                 return;
848         }
849         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
850         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
851
852         /*
853          * OK, time to rat on our buddy...
854          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
855          * RCU CPU stall warnings.
856          */
857         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
858                rsp->name);
859         print_cpu_stall_info_begin();
860         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
861                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
862                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
863                 if (rnp->qsmask != 0) {
864                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
865                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
866                                         print_cpu_stall_info(rsp,
867                                                              rnp->grplo + cpu);
868                                         ndetected++;
869                                 }
870                 }
871                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
872         }
873
874         /*
875          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
876          * due to CPU offlining.
877          */
878         rnp = rcu_get_root(rsp);
879         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
880         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
881         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
882
883         print_cpu_stall_info_end();
884         for_each_possible_cpu(cpu)
885                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
886         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
887                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
888                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
889         if (ndetected == 0)
890                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
891         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
892                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
893
894         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
895
896         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
897
898         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
899 }
900
901 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
902 {
903         int cpu;
904         unsigned long flags;
905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
906         long totqlen = 0;
907
908         /*
909          * OK, time to rat on ourselves...
910          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
911          * RCU CPU stall warnings.
912          */
913         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
914         print_cpu_stall_info_begin();
915         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
916         print_cpu_stall_info_end();
917         for_each_possible_cpu(cpu)
918                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
919         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
920                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
921         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
922                 dump_stack();
923
924         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
925         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
926                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
927                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
928         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
929
930         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
931 }
932
933 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
934 {
935         unsigned long j;
936         unsigned long js;
937         struct rcu_node *rnp;
938
939         if (rcu_cpu_stall_suppress)
940                 return;
941         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
942         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
943         rnp = rdp->mynode;
944         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
945             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
946
947                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
948                 print_cpu_stall(rsp);
949
950         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
951                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
952
953                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
954                 print_other_cpu_stall(rsp);
955         }
956 }
957
958 /**
959  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
960  *
961  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
962  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
963  * RCU grace periods.
964  *
965  * The caller must disable hard irqs.
966  */
967 void rcu_cpu_stall_reset(void)
968 {
969         struct rcu_state *rsp;
970
971         for_each_rcu_flavor(rsp)
972                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
973 }
974
975 /*
976  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
977  */
978 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
979 {
980         int i;
981
982         if (init_nocb_callback_list(rdp))
983                 return;
984         rdp->nxtlist = NULL;
985         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
986                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
987 }
988
989 /*
990  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
991  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
992  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
993  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
994  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
995  *
996  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
997  */
998 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
999                                        struct rcu_node *rnp)
1000 {
1001         /*
1002          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1003          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1004          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1005          * period might have started, but just not yet gotten around
1006          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1007          */
1008         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1009                 return rnp->completed + 1;
1010
1011         /*
1012          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1013          * then the subsequent full grace period.
1014          */
1015         return rnp->completed + 2;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1020  * rcu_nocb_wait_gp().
1021  */
1022 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1023                                 unsigned long c, const char *s)
1024 {
1025         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1026                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1027                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1032  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1033  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1034  *
1035  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1036  */
1037 static unsigned long __maybe_unused
1038 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1039 {
1040         unsigned long c;
1041         int i;
1042         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1043
1044         /*
1045          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1046          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1047          */
1048         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1049         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1050         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1051                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1052                 return c;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1057          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1058          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1059          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1060          * need to explicitly start one.
1061          */
1062         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1063             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1064                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1065                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1066                 return c;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1071          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1072          * start one (if needed).
1073          */
1074         if (rnp != rnp_root)
1075                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1076
1077         /*
1078          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1079          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1080          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1081          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1082          */
1083         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1084         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1085                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1086                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1087
1088         /*
1089          * If the needed for the required grace period is already
1090          * recorded, trace and leave.
1091          */
1092         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1093                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1094                 goto unlock_out;
1095         }
1096
1097         /* Record the need for the future grace period. */
1098         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1099
1100         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1101         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1102                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1103         } else {
1104                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1105                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1106         }
1107 unlock_out:
1108         if (rnp != rnp_root)
1109                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1110         return c;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1115  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1116  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1117  * waiting for this grace period to complete.
1118  */
1119 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1120 {
1121         int c = rnp->completed;
1122         int needmore;
1123         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1124
1125         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1126         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1127         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1128         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1129                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1130         return needmore;
1131 }
1132
1133 /*
1134  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1135  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1136  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1137  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1138  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1139  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1140  * not hurt to call it repeatedly.
1141  *
1142  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1143  */
1144 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1145                                struct rcu_data *rdp)
1146 {
1147         unsigned long c;
1148         int i;
1149
1150         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1151         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1152                 return;
1153
1154         /*
1155          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1156          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1157          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1158          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1159          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1160          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1161          *
1162          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1163          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1164          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1165          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1166          * been assigned a ->completed number.
1167          */
1168         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1169         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1170                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1171                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1172                         break;
1173
1174         /*
1175          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1176          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1177          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1178          * be grouped into.
1179          */
1180         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1181                 return;
1182
1183         /*
1184          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1185          * full grace period and group them all in the sublist initially
1186          * indexed by "i".
1187          */
1188         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1189                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1190                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1191         }
1192         /* Record any needed additional grace periods. */
1193         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1194
1195         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1196         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1197                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1198         else
1199                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1204  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1205  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1206  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1207  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1208  *
1209  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1210  */
1211 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1212                             struct rcu_data *rdp)
1213 {
1214         int i, j;
1215
1216         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1217         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1218                 return;
1219
1220         /*
1221          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1222          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1223          */
1224         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1225                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1226                         break;
1227                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1228         }
1229         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1230         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1231                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1232
1233         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1234         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1235                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1236                         break;
1237                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1238                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1239         }
1240
1241         /* Classify any remaining callbacks. */
1242         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1247  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1248  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1249  */
1250 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1251 {
1252         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1253         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1254
1255                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1256                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1257
1258         } else {
1259
1260                 /* Advance callbacks. */
1261                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1262
1263                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1264                 rdp->completed = rnp->completed;
1265                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1266         }
1267
1268         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1269                 /*
1270                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1271                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1272                  * go looking for one.
1273                  */
1274                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1275                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1276                 rdp->passed_quiesce = 0;
1277                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1278                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1279         }
1280 }
1281
1282 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1283 {
1284         unsigned long flags;
1285         struct rcu_node *rnp;
1286
1287         local_irq_save(flags);
1288         rnp = rdp->mynode;
1289         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1290              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1291             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1292                 local_irq_restore(flags);
1293                 return;
1294         }
1295         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1296         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Initialize a new grace period.
1301  */
1302 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1303 {
1304         struct rcu_data *rdp;
1305         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1306
1307         rcu_bind_gp_kthread();
1308         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1309         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1310
1311         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1312                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1313                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1314                 return 0;
1315         }
1316
1317         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1318         rsp->gpnum++;
1319         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1320         record_gp_stall_check_time(rsp);
1321         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1322
1323         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1324         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1325
1326         /*
1327          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1328          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1329          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1330          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1331          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1332          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1333          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1334          * CPU-hotplug operations.
1335          *
1336          * The grace period cannot complete until the initialization
1337          * process finishes, because this kthread handles both.
1338          */
1339         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1340                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1341                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1342                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1343                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1344                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1345                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1346                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1347                 if (rnp == rdp->mynode)
1348                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1349                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1350                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1351                                             rnp->level, rnp->grplo,
1352                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1353                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1354 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1355                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1356                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1357                         udelay(200);
1358 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1359                 cond_resched();
1360         }
1361
1362         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1363         return 1;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Do one round of quiescent-state forcing.
1368  */
1369 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1370 {
1371         int fqs_state = fqs_state_in;
1372         bool isidle = false;
1373         unsigned long maxj;
1374         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1375
1376         rsp->n_force_qs++;
1377         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1378                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1379                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1380                         isidle = 1;
1381                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1382                 }
1383                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1384                              &isidle, &maxj);
1385                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1386                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1387         } else {
1388                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1389                 isidle = 0;
1390                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1391         }
1392         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1393         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1394                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1395                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1396                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1397         }
1398         return fqs_state;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Clean up after the old grace period.
1403  */
1404 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1405 {
1406         unsigned long gp_duration;
1407         int nocb = 0;
1408         struct rcu_data *rdp;
1409         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1410
1411         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1412         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1413         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1414                 rsp->gp_max = gp_duration;
1415
1416         /*
1417          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1418          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1419          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1420          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1421          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1422          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1423          */
1424         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1425
1426         /*
1427          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1428          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1429          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1430          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1431          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1432          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1433          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1434          */
1435         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1436                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1437                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1438                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1439                 if (rnp == rdp->mynode)
1440                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1441                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1442                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1443                 cond_resched();
1444         }
1445         rnp = rcu_get_root(rsp);
1446         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1447         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1448
1449         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1450         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1451         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1452         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1453         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1454         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1455                 rsp->gp_flags = 1;
1456         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Body of kthread that handles grace periods.
1461  */
1462 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1463 {
1464         int fqs_state;
1465         unsigned long j;
1466         int ret;
1467         struct rcu_state *rsp = arg;
1468         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1469
1470         for (;;) {
1471
1472                 /* Handle grace-period start. */
1473                 for (;;) {
1474                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1475                                                  rsp->gp_flags &
1476                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1477                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1478                             rcu_gp_init(rsp))
1479                                 break;
1480                         cond_resched();
1481                         flush_signals(current);
1482                 }
1483
1484                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1485                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1486                 j = jiffies_till_first_fqs;
1487                 if (j > HZ) {
1488                         j = HZ;
1489                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1490                 }
1491                 for (;;) {
1492                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1493                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1494                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1495                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1496                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1497                                         j);
1498                         /* If grace period done, leave loop. */
1499                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1500                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1501                                 break;
1502                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1503                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1504                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1505                                 cond_resched();
1506                         } else {
1507                                 /* Deal with stray signal. */
1508                                 cond_resched();
1509                                 flush_signals(current);
1510                         }
1511                         j = jiffies_till_next_fqs;
1512                         if (j > HZ) {
1513                                 j = HZ;
1514                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1515                         } else if (j < 1) {
1516                                 j = 1;
1517                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1518                         }
1519                 }
1520
1521                 /* Handle grace-period end. */
1522                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1523         }
1524 }
1525
1526 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1527 {
1528         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1529
1530         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1531         wake_up(&rsp->gp_wq);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1536  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1537  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1538  *
1539  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1540  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1541  * quiescent state.
1542  */
1543 static void
1544 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1545                       struct rcu_data *rdp)
1546 {
1547         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1548                 /*
1549                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1550                  * task, this CPU does not need another grace period,
1551                  * or a grace period is already in progress.
1552                  * Either way, don't start a new grace period.
1553                  */
1554                 return;
1555         }
1556         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1557
1558         /*
1559          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1560          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1561          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1562          * up the running kthread.
1563          */
1564         if (current != rsp->gp_kthread)
1565                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1570  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1571  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1572  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1573  * that is encountered beforehand.
1574  */
1575 static void
1576 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1577 {
1578         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1579         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1580
1581         /*
1582          * If there is no grace period in progress right now, any
1583          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1584          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1585          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1586          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1587          * then start the grace period!
1588          */
1589         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1590         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1595  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1596  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1597  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1598  * is released before return.
1599  */
1600 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1601         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1602 {
1603         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1604         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1605         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1610  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1611  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1612  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1613  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1614  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1615  */
1616 static void
1617 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1618                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1619         __releases(rnp->lock)
1620 {
1621         struct rcu_node *rnp_c;
1622
1623         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1624         for (;;) {
1625                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1626
1627                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1628                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1629                         return;
1630                 }
1631                 rnp->qsmask &= ~mask;
1632                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1633                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1634                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1635                                                  !!rnp->gp_tasks);
1636                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1637
1638                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1639                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1640                         return;
1641                 }
1642                 mask = rnp->grpmask;
1643                 if (rnp->parent == NULL) {
1644
1645                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1646
1647                         break;
1648                 }
1649                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1650                 rnp_c = rnp;
1651                 rnp = rnp->parent;
1652                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1653                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1654         }
1655
1656         /*
1657          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1658          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1659          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1660          */
1661         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1666  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1667  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1668  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1669  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1670  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1671  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1672  */
1673 static void
1674 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1675 {
1676         unsigned long flags;
1677         unsigned long mask;
1678         struct rcu_node *rnp;
1679
1680         rnp = rdp->mynode;
1681         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1682         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1683             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1684
1685                 /*
1686                  * The grace period in which this quiescent state was
1687                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1688                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1689                  * within the current grace period.
1690                  */
1691                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1692                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1693                 return;
1694         }
1695         mask = rdp->grpmask;
1696         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1697                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1698         } else {
1699                 rdp->qs_pending = 0;
1700
1701                 /*
1702                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1703                  * callbacks can be processed during the next GP.
1704                  */
1705                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1706
1707                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1708         }
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1713  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1714  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1715  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1716  */
1717 static void
1718 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1719 {
1720         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1721         note_gp_changes(rsp, rdp);
1722
1723         /*
1724          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1725          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1726          */
1727         if (!rdp->qs_pending)
1728                 return;
1729
1730         /*
1731          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1732          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1733          */
1734         if (!rdp->passed_quiesce)
1735                 return;
1736
1737         /*
1738          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1739          * judge of that).
1740          */
1741         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1742 }
1743
1744 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1745
1746 /*
1747  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1748  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1749  * ->orphan_lock.
1750  */
1751 static void
1752 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1753                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1754 {
1755         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1756         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1757                 return;
1758
1759         /*
1760          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1761          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1762          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1763          */
1764         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1765                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1766                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1767                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1768                 rdp->qlen_lazy = 0;
1769                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1770         }
1771
1772         /*
1773          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1774          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1775          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1776          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1777          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1778          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1779          * we just reset the whole thing later on.
1780          */
1781         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1782                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1783                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1784                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1785         }
1786
1787         /*
1788          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1789          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1790          * required to pass though another grace period: They are done.
1791          */
1792         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1793                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1794                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1795         }
1796
1797         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1798         init_callback_list(rdp);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1803  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1804  */
1805 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1806 {
1807         int i;
1808         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1809
1810         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1811         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1812                 return;
1813
1814         /* Do the accounting first. */
1815         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1816         rdp->qlen += rsp->qlen;
1817         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1818         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1819                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1820         rsp->qlen_lazy = 0;
1821         rsp->qlen = 0;
1822
1823         /*
1824          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1825          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1826          * we are the task doing the rcu_barrier().
1827          */
1828
1829         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1830         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1831                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1832                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1833                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1834                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1835                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1836                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1837                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1838         }
1839
1840         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1841         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1842                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1843                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1844                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1845                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1846         }
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1851  */
1852 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1853 {
1854         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1855         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1856         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1857
1858         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1859         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1860                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1861                                TPS("cpuofl"));
1862 }
1863
1864 /*
1865  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1866  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1867  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1868  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1869  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1870  */
1871 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1872 {
1873         unsigned long flags;
1874         unsigned long mask;
1875         int need_report = 0;
1876         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1877         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1878
1879         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1880         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1881
1882         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1883
1884         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1885         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1886         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1887
1888         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1889         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1890         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1891
1892         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1893         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1894         do {
1895                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1896                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1897                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1898                         if (rnp != rdp->mynode)
1899                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1900                         break;
1901                 }
1902                 if (rnp == rdp->mynode)
1903                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1904                 else
1905                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1906                 mask = rnp->grpmask;
1907                 rnp = rnp->parent;
1908         } while (rnp != NULL);
1909
1910         /*
1911          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1912          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1913          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1914          * held leads to deadlock.
1915          */
1916         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1917         rnp = rdp->mynode;
1918         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1919                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1920         else
1921                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1922         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1923                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1924         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1925                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1926                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1927         init_callback_list(rdp);
1928         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1929         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1930         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1931 }
1932
1933 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1934
1935 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1936 {
1937 }
1938
1939 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1940 {
1941 }
1942
1943 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1944
1945 /*
1946  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1947  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1948  */
1949 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1950 {
1951         unsigned long flags;
1952         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1953         long bl, count, count_lazy;
1954         int i;
1955
1956         /* If no callbacks are ready, just return. */
1957         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1958                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1959                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1960                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1961                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1962                 return;
1963         }
1964
1965         /*
1966          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1967          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1968          */
1969         local_irq_save(flags);
1970         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1971         bl = rdp->blimit;
1972         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1973         list = rdp->nxtlist;
1974         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1975         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1976         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1977         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1978                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1979                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1980         local_irq_restore(flags);
1981
1982         /* Invoke callbacks. */
1983         count = count_lazy = 0;
1984         while (list) {
1985                 next = list->next;
1986                 prefetch(next);
1987                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1988                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1989                         count_lazy++;
1990                 list = next;
1991                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1992                 if (++count >= bl &&
1993                     (need_resched() ||
1994                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1995                         break;
1996         }
1997
1998         local_irq_save(flags);
1999         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2000                             is_idle_task(current),
2001                             rcu_is_callbacks_kthread());
2002
2003         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2004         if (list != NULL) {
2005                 *tail = rdp->nxtlist;
2006                 rdp->nxtlist = list;
2007                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2008                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2009                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2010                         else
2011                                 break;
2012         }
2013         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2014         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2015         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2016         rdp->n_cbs_invoked += count;
2017
2018         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2019         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2020                 rdp->blimit = blimit;
2021
2022         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2023         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2024                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2025                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2026         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2027                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2028         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2029
2030         local_irq_restore(flags);
2031
2032         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2033         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2034                 invoke_rcu_core();
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2039  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2040  * Also schedule RCU core processing.
2041  *
2042  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2043  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2044  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2045  */
2046 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2047 {
2048         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2049         increment_cpu_stall_ticks();
2050         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2051
2052                 /*
2053                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2054                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2055                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2056                  * a quiescent state, so note it.
2057                  *
2058                  * No memory barrier is required here because both
2059                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2060                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2061                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2062                  */
2063
2064                 rcu_sched_qs(cpu);
2065                 rcu_bh_qs(cpu);
2066
2067         } else if (!in_softirq()) {
2068
2069                 /*
2070                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2071                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2072                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2073                  * critical section, so note it.
2074                  */
2075
2076                 rcu_bh_qs(cpu);
2077         }
2078         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2079         if (rcu_pending(cpu))
2080                 invoke_rcu_core();
2081         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2086  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2087  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2088  *
2089  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2090  */
2091 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2092                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2093                                   unsigned long *maxj),
2094                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2095 {
2096         unsigned long bit;
2097         int cpu;
2098         unsigned long flags;
2099         unsigned long mask;
2100         struct rcu_node *rnp;
2101
2102         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2103                 cond_resched();
2104                 mask = 0;
2105                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2106                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2107                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2108                         return;
2109                 }
2110                 if (rnp->qsmask == 0) {
2111                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2112                         continue;
2113                 }
2114                 cpu = rnp->grplo;
2115                 bit = 1;
2116                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2117                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2118                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2119                                         *isidle = 0;
2120                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2121                                         mask |= bit;
2122                         }
2123                 }
2124                 if (mask != 0) {
2125
2126                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2127                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2128                         continue;
2129                 }
2130                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2131         }
2132         rnp = rcu_get_root(rsp);
2133         if (rnp->qsmask == 0) {
2134                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2135                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2136         }
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2141  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2142  */
2143 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2144 {
2145         unsigned long flags;
2146         bool ret;
2147         struct rcu_node *rnp;
2148         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2149
2150         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2151         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2152         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2153                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2154                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2155                 if (rnp_old != NULL)
2156                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2157                 if (ret) {
2158                         rsp->n_force_qs_lh++;
2159                         return;
2160                 }
2161                 rnp_old = rnp;
2162         }
2163         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2164
2165         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2166         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2167         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2168         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2169                 rsp->n_force_qs_lh++;
2170                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2171                 return;  /* Someone beat us to it. */
2172         }
2173         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2174         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2175         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2176 }
2177
2178 /*
2179  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2180  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2181  * whom the rdp belongs.
2182  */
2183 static void
2184 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2185 {
2186         unsigned long flags;
2187         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2188
2189         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2190
2191         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2192         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2193
2194         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2195         local_irq_save(flags);
2196         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2197                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2198                 rcu_start_gp(rsp);
2199                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2200         } else {
2201                 local_irq_restore(flags);
2202         }
2203
2204         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2205         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2206                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Do RCU core processing for the current CPU.
2211  */
2212 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2213 {
2214         struct rcu_state *rsp;
2215
2216         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2217                 return;
2218         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2219         for_each_rcu_flavor(rsp)
2220                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2221         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2226  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2227  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2228  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2229  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2230  */
2231 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2232 {
2233         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2234                 return;
2235         if (likely(!rsp->boost)) {
2236                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2237                 return;
2238         }
2239         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2240 }
2241
2242 static void invoke_rcu_core(void)
2243 {
2244         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2245                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2250  */
2251 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2252                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2253 {
2254         /*
2255          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2256          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2257          */
2258         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2259                 invoke_rcu_core();
2260
2261         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2262         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2263                 return;
2264
2265         /*
2266          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2267          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2268          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2269          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2270          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2271          */
2272         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2273
2274                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2275                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2276
2277                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2278                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2279                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2280
2281                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2282                         rcu_start_gp(rsp);
2283                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2284                 } else {
2285                         /* Give the grace period a kick. */
2286                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2287                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2288                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2289                                 force_quiescent_state(rsp);
2290                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2291                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2292                 }
2293         }
2294 }
2295
2296 /*
2297  * RCU callback function to leak a callback.
2298  */
2299 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2300 {
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2305  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2306  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2307  * is expected to specify a CPU.
2308  */
2309 static void
2310 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2311            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2312 {
2313         unsigned long flags;
2314         struct rcu_data *rdp;
2315
2316         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2317         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2318                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2319                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2320                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2321                 return;
2322         }
2323         head->func = func;
2324         head->next = NULL;
2325
2326         /*
2327          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2328          * Note that we might see a beginning right after we see an
2329          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2330          * a quiescent state betweentimes.
2331          */
2332         local_irq_save(flags);
2333         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2334
2335         /* Add the callback to our list. */
2336         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2337                 int offline;
2338
2339                 if (cpu != -1)
2340                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2341                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2342                 WARN_ON_ONCE(offline);
2343                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2344                 local_irq_restore(flags);
2345                 return;
2346         }
2347         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2348         if (lazy)
2349                 rdp->qlen_lazy++;
2350         else
2351                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2352         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2353         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2354         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2355
2356         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2357                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2358                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2359         else
2360                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2361
2362         /* Go handle any RCU core processing required. */
2363         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2364         local_irq_restore(flags);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2369  */
2370 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2371 {
2372         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2373 }
2374 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2375
2376 /*
2377  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2378  */
2379 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2380 {
2381         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2382 }
2383 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2384
2385 /*
2386  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2387  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2388  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2389  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2390  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2391  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2392  * some overhead: RCU still operates correctly.
2393  */
2394 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2395 {
2396         int ret;
2397
2398         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2399         preempt_disable();
2400         ret = num_online_cpus() <= 1;
2401         preempt_enable();
2402         return ret;
2403 }
2404
2405 /**
2406  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2407  *
2408  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2409  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2410  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2411  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2412  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2413  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2414  * rcu_read_lock_sched().
2415  *
2416  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2417  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2418  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2419  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2420  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2421  *
2422  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2423  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2424  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2425  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2426  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2427  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2428  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2429  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2430  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2431  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2432  * that are executing in the kernel.
2433  *
2434  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2435  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2436  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2437  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2438  * again only if the system has more than one CPU).
2439  *
2440  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2441  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2442  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2443  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2444  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2445  */
2446 void synchronize_sched(void)
2447 {
2448         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2449                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2450                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2451                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2452         if (rcu_blocking_is_gp())
2453                 return;
2454         if (rcu_expedited)
2455                 synchronize_sched_expedited();
2456         else
2457                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2458 }
2459 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2460
2461 /**
2462  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2463  *
2464  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2465  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2466  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2467  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2468  * and may be nested.
2469  *
2470  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2471  * on memory ordering guarantees.
2472  */
2473 void synchronize_rcu_bh(void)
2474 {
2475         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2476                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2477                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2478                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2479         if (rcu_blocking_is_gp())
2480                 return;
2481         if (rcu_expedited)
2482                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2483         else
2484                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2485 }
2486 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2487
2488 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2489 {
2490         /*
2491          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2492          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2493          * time that it returns.
2494          *
2495          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2496          * above condition is already met when the control reaches
2497          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2498          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2499          * robustness against future implementation changes.
2500          */
2501         smp_mb(); /* See above comment block. */
2502         return 0;
2503 }
2504
2505 /**
2506  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2507  *
2508  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2509  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2510  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2511  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2512  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2513  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2514  * synchronize_sched() instead.
2515  *
2516  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2517  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2518  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2519  * these restriction will result in deadlock.
2520  *
2521  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2522  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2523  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2524  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2525  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2526  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2527  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2528  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2529  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2530  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2531  *
2532  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2533  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2534  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2535  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2536  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2537  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2538  * doing our work for us.
2539  *
2540  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2541  */
2542 void synchronize_sched_expedited(void)
2543 {
2544         long firstsnap, s, snap;
2545         int trycount = 0;
2546         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2547
2548         /*
2549          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2550          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2551          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2552          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2553          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2554          * course be required on a 64-bit system.
2555          */
2556         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2557                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2558                          ULONG_MAX / 8)) {
2559                 synchronize_sched();
2560                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2561                 return;
2562         }
2563
2564         /*
2565          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2566          * full memory barrier.
2567          */
2568         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2569         firstsnap = snap;
2570         get_online_cpus();
2571         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2572
2573         /*
2574          * Each pass through the following loop attempts to force a
2575          * context switch on each CPU.
2576          */
2577         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2578                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2579                              NULL) == -EAGAIN) {
2580                 put_online_cpus();
2581                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2582
2583                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2584                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2585                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2586                         /* ensure test happens before caller kfree */
2587                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2588                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2589                         return;
2590                 }
2591
2592                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2593                 if (trycount++ < 10) {
2594                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2595                 } else {
2596                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2597                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2598                         return;
2599                 }
2600
2601                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2602                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2603                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2604                         /* ensure test happens before caller kfree */
2605                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2606                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2607                         return;
2608                 }
2609
2610                 /*
2611                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2612                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2613                  * after they started, so our grace period works for them,
2614                  * and they started after our first try, so their grace
2615                  * period works for us.
2616                  */
2617                 get_online_cpus();
2618                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2619                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2620         }
2621         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2622
2623         /*
2624          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2625          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2626          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2627          * than we did already did their update.
2628          */
2629         do {
2630                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2631                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2632                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2633                         /* ensure test happens before caller kfree */
2634                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2635                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2636                         break;
2637                 }
2638         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2639         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2640
2641         put_online_cpus();
2642 }
2643 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2644
2645 /*
2646  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2647  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2648  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2649  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2650  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2651  */
2652 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2653 {
2654         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2655
2656         rdp->n_rcu_pending++;
2657
2658         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2659         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2660
2661         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2662         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2663             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2664                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2665         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2666                 rdp->n_rp_report_qs++;
2667                 return 1;
2668         }
2669
2670         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2671         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2672                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2673                 return 1;
2674         }
2675
2676         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2677         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2678                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2679                 return 1;
2680         }
2681
2682         /* Has another RCU grace period completed?  */
2683         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2684                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2685                 return 1;
2686         }
2687
2688         /* Has a new RCU grace period started? */
2689         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2690                 rdp->n_rp_gp_started++;
2691                 return 1;
2692         }
2693
2694         /* nothing to do */
2695         rdp->n_rp_need_nothing++;
2696         return 0;
2697 }
2698
2699 /*
2700  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2701  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2702  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2703  */
2704 static int rcu_pending(int cpu)
2705 {
2706         struct rcu_state *rsp;
2707
2708         for_each_rcu_flavor(rsp)
2709                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2710                         return 1;
2711         return 0;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2716  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2717  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2718  */
2719 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2720 {
2721         bool al = true;
2722         bool hc = false;
2723         struct rcu_data *rdp;
2724         struct rcu_state *rsp;
2725
2726         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2727                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2728                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2729                         al = false;
2730                 if (rdp->nxtlist)
2731                         hc = true;
2732         }
2733         if (all_lazy)
2734                 *all_lazy = al;
2735         return hc;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2740  * the compiler is expected to optimize this away.
2741  */
2742 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2743                                int cpu, unsigned long done)
2744 {
2745         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2746                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2751  * up the task executing _rcu_barrier().
2752  */
2753 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2754 {
2755         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2756         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2757
2758         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2759                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2760                 complete(&rsp->barrier_completion);
2761         } else {
2762                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2763         }
2764 }
2765
2766 /*
2767  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2768  */
2769 static void rcu_barrier_func(void *type)
2770 {
2771         struct rcu_state *rsp = type;
2772         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2773
2774         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2775         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2776         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2781  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2782  */
2783 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2784 {
2785         int cpu;
2786         struct rcu_data *rdp;
2787         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2788         unsigned long snap_done;
2789
2790         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2791
2792         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2793         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2794
2795         /*
2796          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2797          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2798          */
2799         smp_mb();  /* See above block comment. */
2800
2801         /*
2802          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2803          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2804          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2805          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2806          */
2807         snap_done = rsp->n_barrier_done;
2808         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2809
2810         /*
2811          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
2812          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
2813          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
2814          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
2815          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
2816          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
2817          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
2818          * this for us (thank you, Linus!).
2819          */
2820         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
2821                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2822                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2823                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2824                 return;
2825         }
2826
2827         /*
2828          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2829          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2830          * the increment to precede the early-exit check.
2831          */
2832         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2833         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2834         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2835         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2836
2837         /*
2838          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2839          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2840          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2841          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2842          */
2843         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2844         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2845         get_online_cpus();
2846
2847         /*
2848          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2849          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2850          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2851          */
2852         for_each_possible_cpu(cpu) {
2853                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2854                         continue;
2855                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2856                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2857                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2858                                            rsp->n_barrier_done);
2859                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2860                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2861                                    rsp, cpu, 0);
2862                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2863                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2864                                            rsp->n_barrier_done);
2865                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2866                 } else {
2867                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2868                                            rsp->n_barrier_done);
2869                 }
2870         }
2871         put_online_cpus();
2872
2873         /*
2874          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2875          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2876          */
2877         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2878                 complete(&rsp->barrier_completion);
2879
2880         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2881         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2882         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2883         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2884         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2885         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2886
2887         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2888         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2889
2890         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2891         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2892 }
2893
2894 /**
2895  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2896  */
2897 void rcu_barrier_bh(void)
2898 {
2899         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2900 }
2901 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2902
2903 /**
2904  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2905  */
2906 void rcu_barrier_sched(void)
2907 {
2908         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2909 }
2910 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2911
2912 /*
2913  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2914  */
2915 static void __init
2916 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2917 {
2918         unsigned long flags;
2919         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2920         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2921
2922         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2923         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2924         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2925         init_callback_list(rdp);
2926         rdp->qlen_lazy = 0;
2927         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2928         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2929         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2930         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2931         rdp->cpu = cpu;
2932         rdp->rsp = rsp;
2933         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2934         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2939  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2940  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2941  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2942  */
2943 static void
2944 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2945 {
2946         unsigned long flags;
2947         unsigned long mask;
2948         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2949         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2950
2951         /* Exclude new grace periods. */
2952         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2953
2954         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2955         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2956         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2957         rdp->preemptible = preemptible;
2958         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2959         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2960         rdp->blimit = blimit;
2961         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2962         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2963         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
2964         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2965                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2966         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2967
2968         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2969         rnp = rdp->mynode;
2970         mask = rdp->grpmask;
2971         do {
2972                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2973                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2974                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2975                 mask = rnp->grpmask;
2976                 if (rnp == rdp->mynode) {
2977                         /*
2978                          * If there is a grace period in progress, we will
2979                          * set up to wait for it next time we run the
2980                          * RCU core code.
2981                          */
2982                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2983                         rdp->completed = rnp->completed;
2984                         rdp->passed_quiesce = 0;
2985                         rdp->qs_pending = 0;
2986                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
2987                 }
2988                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2989                 rnp = rnp->parent;
2990         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2991         local_irq_restore(flags);
2992
2993         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2994 }
2995
2996 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
2997 {
2998         struct rcu_state *rsp;
2999
3000         for_each_rcu_flavor(rsp)
3001                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3002                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Handle CPU online/offline notification events.
3007  */
3008 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3009                                     unsigned long action, void *hcpu)
3010 {
3011         long cpu = (long)hcpu;
3012         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3013         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3014         struct rcu_state *rsp;
3015
3016         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3017         switch (action) {
3018         case CPU_UP_PREPARE:
3019         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3020                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3021                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3022                 break;
3023         case CPU_ONLINE:
3024         case CPU_DOWN_FAILED:
3025                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3026                 break;
3027         case CPU_DOWN_PREPARE:
3028                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3029                 break;
3030         case CPU_DYING:
3031         case CPU_DYING_FROZEN:
3032                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3033                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3034                 break;
3035         case CPU_DEAD:
3036         case CPU_DEAD_FROZEN:
3037         case CPU_UP_CANCELED:
3038         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3039                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3040                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3041                 break;
3042         default:
3043                 break;
3044         }
3045         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3046         return NOTIFY_OK;
3047 }
3048
3049 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3050                          unsigned long action, void *hcpu)
3051 {
3052         switch (action) {
3053         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3054         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3055                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3056                         rcu_expedited = 1;
3057                 break;
3058         case PM_POST_HIBERNATION:
3059         case PM_POST_SUSPEND:
3060                 rcu_expedited = 0;
3061                 break;
3062         default:
3063                 break;
3064         }
3065         return NOTIFY_OK;
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3070  */
3071 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3072 {
3073         unsigned long flags;
3074         struct rcu_node *rnp;
3075         struct rcu_state *rsp;
3076         struct task_struct *t;
3077
3078         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3079                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3080                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3081                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3082                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3083                 rsp->gp_kthread = t;
3084                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3085                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3086         }
3087         return 0;
3088 }
3089 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3090
3091 /*
3092  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3093  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3094  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3095  * task is booting the system).  After this function is called, the
3096  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3097  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3098  */
3099 void rcu_scheduler_starting(void)
3100 {
3101         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3102         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3103         rcu_scheduler_active = 1;
3104 }
3105
3106 /*
3107  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3108  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3109  */
3110 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3111 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3112 {
3113         int i;
3114
3115         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3116                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3117         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3118 }
3119 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3120 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3121 {
3122         int ccur;
3123         int cprv;
3124         int i;
3125
3126         cprv = nr_cpu_ids;
3127         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3128                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3129                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3130                 cprv = ccur;
3131         }
3132 }
3133 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3134
3135 /*
3136  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3137  */
3138 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3139                 struct rcu_data __percpu *rda)
3140 {
3141         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3142                                "rcu_node_1",
3143                                "rcu_node_2",
3144                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3145         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3146                                "rcu_node_fqs_1",
3147                                "rcu_node_fqs_2",
3148                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3149         int cpustride = 1;
3150         int i;
3151         int j;
3152         struct rcu_node *rnp;
3153
3154         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3155
3156         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3157         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3158                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3159
3160         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3161
3162         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3163                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3164         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3165                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3166         rcu_init_levelspread(rsp);
3167
3168         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3169
3170         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3171                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3172                 rnp = rsp->level[i];
3173                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3174                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3175                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3176                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3177                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3178                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3179                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3180                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3181                         rnp->completed = rsp->completed;
3182                         rnp->qsmask = 0;
3183                         rnp->qsmaskinit = 0;
3184                         rnp->grplo = j * cpustride;
3185                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3186                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3187                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3188                         if (i == 0) {
3189                                 rnp->grpnum = 0;
3190                                 rnp->grpmask = 0;
3191                                 rnp->parent = NULL;
3192                         } else {
3193                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3194                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3195                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3196                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3197                         }
3198                         rnp->level = i;
3199                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3200                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3201                 }
3202         }
3203
3204         rsp->rda = rda;
3205         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3206         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3207         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3208         for_each_possible_cpu(i) {
3209                 while (i > rnp->grphi)
3210                         rnp++;
3211                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3212                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3213         }
3214         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3215 }
3216
3217 /*
3218  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3219  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3220  * the ->node array in the rcu_state structure.
3221  */
3222 static void __init rcu_init_geometry(void)
3223 {
3224         ulong d;
3225         int i;
3226         int j;
3227         int n = nr_cpu_ids;
3228         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3229
3230         /*
3231          * Initialize any unspecified boot parameters.
3232          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3233          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3234          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3235          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3236          */
3237         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3238         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3239                 jiffies_till_first_fqs = d;
3240         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3241                 jiffies_till_next_fqs = d;
3242
3243         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3244         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3245             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3246                 return;
3247
3248         /*
3249          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3250          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3251          * some of the arithmetic easier.
3252          */
3253         rcu_capacity[0] = 1;
3254         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3255         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3256                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3257
3258         /*
3259          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3260          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3261          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3262          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3263          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3264          * compile-time values if these limits are exceeded.
3265          */
3266         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3267             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3268             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3269                 WARN_ON(1);
3270                 return;
3271         }
3272
3273         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3274         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3275                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3276                         for (j = 0; j <= i; j++)
3277                                 num_rcu_lvl[j] =
3278                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3279                         rcu_num_lvls = i;
3280                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3281                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3282                         break;
3283                 }
3284
3285         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3286         rcu_num_nodes = 0;
3287         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3288                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3289         rcu_num_nodes -= n;
3290 }
3291
3292 void __init rcu_init(void)
3293 {
3294         int cpu;
3295
3296         rcu_bootup_announce();
3297         rcu_init_geometry();
3298         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3299         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3300         __rcu_init_preempt();
3301         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3302
3303         /*
3304          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3305          * this is called early in boot, before either interrupts
3306          * or the scheduler are operational.
3307          */
3308         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3309         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3310         for_each_online_cpu(cpu)
3311                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3312 }
3313
3314 #include "rcutree_plugin.h"