Merge remote-tracking branches 'spi/topic/atmel', 'spi/topic/bcm63xx', 'spi/topic...
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60
61 #include "tree.h"
62 #include "rcu.h"
63
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 /*
72  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
73  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
74  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
75  * that points to the string being used, and this will allow
76  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
77  * address to the matching string.
78  */
79 #ifdef CONFIG_TRACING
80 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
81 static char sname##_varname[] = #sname; \
82 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
83 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
84 #else
85 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
87 #endif
88
89 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
90 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
91 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
92 struct rcu_state sname##_state = { \
93         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
94         .rda = &sname##_data, \
95         .call = cr, \
96         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
97         .gpnum = 0UL - 300UL, \
98         .completed = 0UL - 300UL, \
99         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
100         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
101         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
102         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
103         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
104         .abbr = sabbr, \
105         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
106         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
107 }
108
109 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
111
112 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
113 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
114
115 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
116 static bool dump_tree;
117 module_param(dump_tree, bool, 0444);
118 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
119 static bool rcu_fanout_exact;
120 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
121 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
122 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
123 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
124 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
125 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
126 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
129 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
133  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
134  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
135  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
136  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
137  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
138  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
139  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
140  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
141  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
142  */
143 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
145
146 /*
147  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
148  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
149  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
150  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
151  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
152  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
153  *
154  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
155  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
156  * a time.
157  */
158 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
159
160 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
163 static void invoke_rcu_core(void);
164 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
165 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
166                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
167 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
168
169 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
170 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
171 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
172 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
173 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
174 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
175 module_param(kthread_prio, int, 0644);
176
177 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
178
179 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
180 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
181 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
182 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
183 static const int gp_preinit_delay;
184 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
185
186 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
187 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
188 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
189 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
190 static const int gp_init_delay;
191 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
192
193 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
194 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
195 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
196 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
197 static const int gp_cleanup_delay;
198 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
199
200 /*
201  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
202  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
203  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
204  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
205  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
206  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
207  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
208  */
209 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
210
211 /*
212  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
213  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
214  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
215  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
216  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
217  * These variables enable correlating rcutorture output with the
218  * RCU tracing information.
219  */
220 unsigned long rcutorture_testseq;
221 unsigned long rcutorture_vernum;
222
223 /*
224  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
225  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
226  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
227  * in most contexts.
228  */
229 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
230 {
231         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
232 }
233
234 /*
235  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
236  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
237  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
238  */
239 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
240 {
241         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
242 }
243
244 /*
245  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
246  * how many quiescent states passed, just if there was at least
247  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
248  * The caller must have disabled preemption.
249  */
250 void rcu_sched_qs(void)
251 {
252         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
253                 return;
254         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
255                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
256                                TPS("cpuqs"));
257         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
258         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
259                 return;
260         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
261         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
262                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
263 }
264
265 void rcu_bh_qs(void)
266 {
267         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
268                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
269                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
270                                        TPS("cpuqs"));
271                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
272         }
273 }
274
275 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
276
277 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
278         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
279         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
280 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
281         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
282         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
283 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
284 };
285
286 /*
287  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
288  * called when not already in an extended quiescent state.
289  */
290 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
291 {
292         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
293         int special;
294
295         /*
296          * CPUs seeing atomic_inc_return() must see prior RCU read-side
297          * critical sections, and we also must force ordering with the
298          * next idle sojourn.
299          */
300         special = atomic_inc_return(&rdtp->dynticks);
301         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && special & 0x1);
302 }
303
304 /*
305  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
306  * called from an extended quiescent state.
307  */
308 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
309 {
310         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
311         int special;
312
313         /*
314          * CPUs seeing atomic_inc_return() must see prior idle sojourns,
315          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
316          * critical section.
317          */
318         special = atomic_inc_return(&rdtp->dynticks);
319         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !(special & 0x1));
320 }
321
322 /*
323  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
324  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
325  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
326  * to the next non-quiescent value.
327  *
328  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
329  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
330  * or when the corresponding CPU is offline.
331  */
332 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
333 {
334         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
335
336         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)
337                 return;
338         atomic_add(0x1, &rdtp->dynticks);
339 }
340
341 /*
342  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
343  *
344  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
345  */
346 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
347 {
348         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
349
350         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
351 }
352
353 /*
354  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
355  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
356  */
357 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
358 {
359         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
360
361         return snap;
362 }
363
364 /*
365  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
366  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
367  */
368 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
369 {
370         return !(snap & 0x1);
371 }
372
373 /*
374  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
375  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
376  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
377  */
378 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
379 {
380         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
381 }
382
383 /*
384  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
385  * momentary idle-CPU quiescent state.
386  */
387 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
388 {
389         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
390         int special = atomic_add_return(2, &rdtp->dynticks);
391
392         /* It is illegal to call this from idle state. */
393         WARN_ON_ONCE(!(special & 0x1));
394 }
395
396 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
397 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
398
399 /*
400  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
401  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
402  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
403  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
404  * this CPU might (or might not) do in the near future.
405  *
406  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
407  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
408  * by two.
409  *
410  * The caller must have disabled interrupts.
411  */
412 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
413 {
414         struct rcu_data *rdp;
415         int resched_mask;
416         struct rcu_state *rsp;
417
418         /*
419          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
420          * the flag will be set again after some delay.
421          */
422         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
423         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
424
425         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
426         for_each_rcu_flavor(rsp) {
427                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
428                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
429                         continue;
430                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
431                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
432                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
433                         continue;
434
435                 /*
436                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
437                  * This allows the grace-period kthread to record the
438                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
439                  * further.
440                  */
441                 rcu_dynticks_momentary_idle();
442                 break;
443         }
444 }
445
446 /*
447  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
448  * and requires special handling for preemptible RCU.
449  * The caller must have disabled interrupts.
450  */
451 void rcu_note_context_switch(void)
452 {
453         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
454         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
455         rcu_sched_qs();
456         rcu_preempt_note_context_switch();
457         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
458                 rcu_momentary_dyntick_idle();
459         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
460         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
461 }
462 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
463
464 /*
465  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
466  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
467  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
468  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
469  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
470  * all RCU flavors.
471  *
472  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
473  * called externally, but just in case this is called from within this
474  * file.
475  *
476  */
477 void rcu_all_qs(void)
478 {
479         unsigned long flags;
480
481         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
482         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
483                 local_irq_save(flags);
484                 rcu_momentary_dyntick_idle();
485                 local_irq_restore(flags);
486         }
487         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
488                 /*
489                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
490                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
491                  * this point.  That is OK because in that case, the
492                  * migration will supply the needed quiescent state.
493                  * We might end up needlessly disabling preemption and
494                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
495                  * the probability and cost are both quite low, so this
496                  * should not be a problem in practice.
497                  */
498                 preempt_disable();
499                 rcu_sched_qs();
500                 preempt_enable();
501         }
502         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
503         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
506
507 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
508 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
509 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
510
511 module_param(blimit, long, 0444);
512 module_param(qhimark, long, 0444);
513 module_param(qlowmark, long, 0444);
514
515 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
516 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
517 static bool rcu_kick_kthreads;
518
519 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
520 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
521 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
522
523 /*
524  * How long the grace period must be before we start recruiting
525  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
526  */
527 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
528 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
529
530 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
531                                   struct rcu_data *rdp);
532 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
533                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
534                                   unsigned long *maxj),
535                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
536 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
537 static int rcu_pending(void);
538
539 /*
540  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
541  */
542 unsigned long rcu_batches_started(void)
543 {
544         return rcu_state_p->gpnum;
545 }
546 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
547
548 /*
549  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
550  */
551 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
552 {
553         return rcu_sched_state.gpnum;
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
556
557 /*
558  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
559  */
560 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
561 {
562         return rcu_bh_state.gpnum;
563 }
564 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
565
566 /*
567  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
568  */
569 unsigned long rcu_batches_completed(void)
570 {
571         return rcu_state_p->completed;
572 }
573 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
574
575 /*
576  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
577  */
578 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
579 {
580         return rcu_sched_state.completed;
581 }
582 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
583
584 /*
585  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
586  */
587 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
588 {
589         return rcu_bh_state.completed;
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
592
593 /*
594  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
595  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
596  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
597  * the cumulative batches since boot.
598  */
599 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
600 {
601         return rcu_state_p->expedited_sequence;
602 }
603 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
604
605 /*
606  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
607  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
608  */
609 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
610 {
611         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
612 }
613 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
614
615 /*
616  * Force a quiescent state.
617  */
618 void rcu_force_quiescent_state(void)
619 {
620         force_quiescent_state(rcu_state_p);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
623
624 /*
625  * Force a quiescent state for RCU BH.
626  */
627 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
628 {
629         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
630 }
631 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
632
633 /*
634  * Force a quiescent state for RCU-sched.
635  */
636 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
637 {
638         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
639 }
640 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
641
642 /*
643  * Show the state of the grace-period kthreads.
644  */
645 void show_rcu_gp_kthreads(void)
646 {
647         struct rcu_state *rsp;
648
649         for_each_rcu_flavor(rsp) {
650                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
651                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
652                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
653         }
654 }
655 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
656
657 /*
658  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
659  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
660  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
661  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
662  * store this state in rcutorture itself.
663  */
664 void rcutorture_record_test_transition(void)
665 {
666         rcutorture_testseq++;
667         rcutorture_vernum = 0;
668 }
669 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
670
671 /*
672  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
673  */
674 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
675                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
676 {
677         struct rcu_state *rsp = NULL;
678
679         switch (test_type) {
680         case RCU_FLAVOR:
681                 rsp = rcu_state_p;
682                 break;
683         case RCU_BH_FLAVOR:
684                 rsp = &rcu_bh_state;
685                 break;
686         case RCU_SCHED_FLAVOR:
687                 rsp = &rcu_sched_state;
688                 break;
689         default:
690                 break;
691         }
692         if (rsp != NULL) {
693                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
694                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
695                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
696                 return;
697         }
698         *flags = 0;
699         *gpnum = 0;
700         *completed = 0;
701 }
702 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
703
704 /*
705  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
706  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
707  * messages.
708  */
709 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
710 {
711         rcutorture_vernum++;
712 }
713 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
714
715 /*
716  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
717  */
718 static int
719 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
720 {
721         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
722                rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] != NULL;
723 }
724
725 /*
726  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
727  */
728 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
729 {
730         return &rsp->node[0];
731 }
732
733 /*
734  * Is there any need for future grace periods?
735  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
736  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
737  */
738 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
739 {
740         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
741         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
742         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
743
744         return READ_ONCE(*fp);
745 }
746
747 /*
748  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
749  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
750  * normal callback registry.
751  */
752 static bool
753 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
754 {
755         int i;
756
757         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
758                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
759         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
760                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
761         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
762                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
763         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
764                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
765         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
766                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
767                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
768                                  rdp->nxtcompleted[i]))
769                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
770         return false; /* No grace period needed. */
771 }
772
773 /*
774  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
775  *
776  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
777  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
778  * The caller must have disabled interrupts.
779  */
780 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
781 {
782         struct rcu_state *rsp;
783         struct rcu_data *rdp;
784         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
785
786         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
787         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
788             !user && !is_idle_task(current)) {
789                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
790                         idle_task(smp_processor_id());
791
792                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
793                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
794                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
795                           current->pid, current->comm,
796                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
797         }
798         for_each_rcu_flavor(rsp) {
799                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
800                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
801         }
802         rcu_prepare_for_idle();
803         rcu_dynticks_eqs_enter();
804         rcu_dynticks_task_enter();
805
806         /*
807          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
808          * in an RCU read-side critical section.
809          */
810         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
811                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
812         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
813                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
814         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
815                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
816 }
817
818 /*
819  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
820  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
821  */
822 static void rcu_eqs_enter(bool user)
823 {
824         long long oldval;
825         struct rcu_dynticks *rdtp;
826
827         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
828         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
829         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
830                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
831         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
832                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
833                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
834         } else {
835                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
836         }
837 }
838
839 /**
840  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
841  *
842  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
843  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
844  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
845  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
846  *
847  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
848  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
849  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
850  */
851 void rcu_idle_enter(void)
852 {
853         unsigned long flags;
854
855         local_irq_save(flags);
856         rcu_eqs_enter(false);
857         rcu_sysidle_enter(0);
858         local_irq_restore(flags);
859 }
860 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
861
862 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
863 /**
864  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
865  *
866  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
867  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
868  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
869  * when the CPU runs in userspace.
870  */
871 void rcu_user_enter(void)
872 {
873         rcu_eqs_enter(1);
874 }
875 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
876
877 /**
878  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
879  *
880  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
881  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
882  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
883  *
884  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
885  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
886  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
887  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
888  *
889  * Use things like work queues to work around this limitation.
890  *
891  * You have been warned.
892  */
893 void rcu_irq_exit(void)
894 {
895         long long oldval;
896         struct rcu_dynticks *rdtp;
897
898         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
899         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
900         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
901         rdtp->dynticks_nesting--;
902         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
903                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
904         if (rdtp->dynticks_nesting)
905                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
906         else
907                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
908         rcu_sysidle_enter(1);
909 }
910
911 /*
912  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
913  */
914 void rcu_irq_exit_irqson(void)
915 {
916         unsigned long flags;
917
918         local_irq_save(flags);
919         rcu_irq_exit();
920         local_irq_restore(flags);
921 }
922
923 /*
924  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
925  *
926  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
927  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
928  * The caller must have disabled interrupts.
929  */
930 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
931 {
932         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
933
934         rcu_dynticks_task_exit();
935         rcu_dynticks_eqs_exit();
936         rcu_cleanup_after_idle();
937         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
938         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
939             !user && !is_idle_task(current)) {
940                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
941                         idle_task(smp_processor_id());
942
943                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
944                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
945                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
946                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
947                           current->pid, current->comm,
948                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
949         }
950 }
951
952 /*
953  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
954  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
955  */
956 static void rcu_eqs_exit(bool user)
957 {
958         struct rcu_dynticks *rdtp;
959         long long oldval;
960
961         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
962         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
963         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
964         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
965                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
966         } else {
967                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
968                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
969         }
970 }
971
972 /**
973  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
974  *
975  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
976  * read-side critical sections can occur.
977  *
978  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
979  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
980  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
981  * now starting.
982  */
983 void rcu_idle_exit(void)
984 {
985         unsigned long flags;
986
987         local_irq_save(flags);
988         rcu_eqs_exit(false);
989         rcu_sysidle_exit(0);
990         local_irq_restore(flags);
991 }
992 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
993
994 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
995 /**
996  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
997  *
998  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
999  * run a RCU read side critical section anytime.
1000  */
1001 void rcu_user_exit(void)
1002 {
1003         rcu_eqs_exit(1);
1004 }
1005 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1006
1007 /**
1008  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1009  *
1010  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1011  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1012  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1013  *
1014  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1015  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
1016  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
1017  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
1018  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
1019  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
1020  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
1021  *
1022  * Use things like work queues to work around this limitation.
1023  *
1024  * You have been warned.
1025  */
1026 void rcu_irq_enter(void)
1027 {
1028         struct rcu_dynticks *rdtp;
1029         long long oldval;
1030
1031         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
1032         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1033         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
1034         rdtp->dynticks_nesting++;
1035         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
1036                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
1037         if (oldval)
1038                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
1039         else
1040                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
1041         rcu_sysidle_exit(1);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1046  */
1047 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1048 {
1049         unsigned long flags;
1050
1051         local_irq_save(flags);
1052         rcu_irq_enter();
1053         local_irq_restore(flags);
1054 }
1055
1056 /**
1057  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1058  *
1059  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1060  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1061  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1062  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1063  * run out of stack space first.)
1064  */
1065 void rcu_nmi_enter(void)
1066 {
1067         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1068         int incby = 2;
1069
1070         /* Complain about underflow. */
1071         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1072
1073         /*
1074          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1075          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1076          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1077          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1078          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1079          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1080          */
1081         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1082                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1083                 incby = 1;
1084         }
1085         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1086         barrier();
1087 }
1088
1089 /**
1090  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1091  *
1092  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1093  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1094  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1095  * being RCU-idle.
1096  */
1097 void rcu_nmi_exit(void)
1098 {
1099         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1100
1101         /*
1102          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1103          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1104          * to us!)
1105          */
1106         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1107         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
1108
1109         /*
1110          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1111          * leave it in non-RCU-idle state.
1112          */
1113         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1114                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1115                 return;
1116         }
1117
1118         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1119         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1120         rcu_dynticks_eqs_enter();
1121 }
1122
1123 /**
1124  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1125  *
1126  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1127  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1128  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1129  * least disabled preemption.
1130  */
1131 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1132 {
1133         return !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1134 }
1135
1136 /**
1137  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1138  *
1139  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1140  * or NMI handler, return true.
1141  */
1142 bool notrace rcu_is_watching(void)
1143 {
1144         bool ret;
1145
1146         preempt_disable_notrace();
1147         ret = __rcu_is_watching();
1148         preempt_enable_notrace();
1149         return ret;
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1152
1153 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1154
1155 /*
1156  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1157  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1158  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1159  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1160  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1161  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1162  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1163  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1164  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1165  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1166  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1167  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1168  * of the CPU.
1169  *
1170  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1171  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1172  *
1173  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1174  * errors from NMI handlers anyway.
1175  */
1176 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1177 {
1178         struct rcu_data *rdp;
1179         struct rcu_node *rnp;
1180         bool ret;
1181
1182         if (in_nmi())
1183                 return true;
1184         preempt_disable();
1185         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1186         rnp = rdp->mynode;
1187         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1188               !rcu_scheduler_fully_active;
1189         preempt_enable();
1190         return ret;
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1193
1194 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1195
1196 /**
1197  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1198  *
1199  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1200  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1201  * disabled preemption.
1202  */
1203 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1204 {
1205         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1210  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1211  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1212  */
1213 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1214                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1215 {
1216         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1217         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1218         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1219                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1220                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1221                                  rdp->mynode->gpnum))
1222                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1223                 return 1;
1224         }
1225         return 0;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1230  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1231  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1232  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1233  */
1234 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1235                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1236 {
1237         unsigned long jtsq;
1238         int *rcrmp;
1239         unsigned long rjtsc;
1240         struct rcu_node *rnp;
1241
1242         /*
1243          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1244          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1245          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1246          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1247          * read-side critical section that started before the beginning
1248          * of the current RCU grace period.
1249          */
1250         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1251                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1252                 rdp->dynticks_fqs++;
1253                 return 1;
1254         }
1255
1256         /* Compute and saturate jiffies_till_sched_qs. */
1257         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1258         rjtsc = rcu_jiffies_till_stall_check();
1259         if (jtsq > rjtsc / 2) {
1260                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, rjtsc);
1261                 jtsq = rjtsc / 2;
1262         } else if (jtsq < 1) {
1263                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, 1);
1264                 jtsq = 1;
1265         }
1266
1267         /*
1268          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1269          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1270          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1271          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1272          */
1273         rnp = rdp->mynode;
1274         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1275             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1276             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1277                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1278                 return 1;
1279         }
1280
1281         /* Check for the CPU being offline. */
1282         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1283                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1284                 rdp->offline_fqs++;
1285                 return 1;
1286         }
1287
1288         /*
1289          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1290          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1291          * even context-switching back and forth between a pair of
1292          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1293          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1294          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1295          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1296          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1297          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1298          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1299          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1300          * there are at most four threads involved, and because the
1301          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1302          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1303          * quite low.
1304          *
1305          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1306          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1307          * warning delay.
1308          */
1309         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1310         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1311             time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1312                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1313                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1314                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1315                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1316                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1317                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1318                 }
1319                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1320         }
1321
1322         /*
1323          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do
1324          * a resched_cpu() to try to loosen things up a bit.
1325          */
1326         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2)
1327                 resched_cpu(rdp->cpu);
1328
1329         return 0;
1330 }
1331
1332 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1333 {
1334         unsigned long j = jiffies;
1335         unsigned long j1;
1336
1337         rsp->gp_start = j;
1338         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1339         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1340         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1341         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1342         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1347  */
1348 static const char *gp_state_getname(short gs)
1349 {
1350         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1351                 return "???";
1352         return gp_state_names[gs];
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1357  */
1358 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1359 {
1360         unsigned long gpa;
1361         unsigned long j;
1362
1363         j = jiffies;
1364         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1365         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1366                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1367                        rsp->name, j - gpa,
1368                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1369                        rsp->gp_flags,
1370                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1371                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1372                 if (rsp->gp_kthread) {
1373                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1374                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1375                 }
1376         }
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1381  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1382  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1383  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1384  */
1385 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1386 {
1387         int cpu;
1388         unsigned long flags;
1389         struct rcu_node *rnp;
1390
1391         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1392                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1393                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1394                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1395                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1396                                         dump_cpu_task(cpu);
1397                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1398         }
1399 }
1400
1401 /*
1402  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1403  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1404  */
1405 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1406 {
1407         unsigned long j;
1408
1409         if (!rcu_kick_kthreads)
1410                 return;
1411         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1412         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1413             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1414                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1415                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1416                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1417                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1418         }
1419 }
1420
1421 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1422 {
1423         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1424                 panic("RCU Stall\n");
1425 }
1426
1427 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1428 {
1429         int cpu;
1430         long delta;
1431         unsigned long flags;
1432         unsigned long gpa;
1433         unsigned long j;
1434         int ndetected = 0;
1435         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1436         long totqlen = 0;
1437
1438         /* Kick and suppress, if so configured. */
1439         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1440         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1441                 return;
1442
1443         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1444
1445         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1446         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1447         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1448                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1449                 return;
1450         }
1451         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1452                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1453         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1454
1455         /*
1456          * OK, time to rat on our buddy...
1457          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1458          * RCU CPU stall warnings.
1459          */
1460         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1461                rsp->name);
1462         print_cpu_stall_info_begin();
1463         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1464                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1465                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1466                 if (rnp->qsmask != 0) {
1467                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1468                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1469                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1470                                         ndetected++;
1471                                 }
1472                 }
1473                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1474         }
1475
1476         print_cpu_stall_info_end();
1477         for_each_possible_cpu(cpu)
1478                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1479         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1480                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1481                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1482         if (ndetected) {
1483                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1484
1485                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1486                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1487         } else {
1488                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1489                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1490                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1491                 } else {
1492                         j = jiffies;
1493                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1494                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1495                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1496                                jiffies_till_next_fqs,
1497                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1498                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1499                         sched_show_task(current);
1500                 }
1501         }
1502
1503         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1504
1505         panic_on_rcu_stall();
1506
1507         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1508 }
1509
1510 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1511 {
1512         int cpu;
1513         unsigned long flags;
1514         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1515         long totqlen = 0;
1516
1517         /* Kick and suppress, if so configured. */
1518         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1519         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1520                 return;
1521
1522         /*
1523          * OK, time to rat on ourselves...
1524          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1525          * RCU CPU stall warnings.
1526          */
1527         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1528         print_cpu_stall_info_begin();
1529         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1530         print_cpu_stall_info_end();
1531         for_each_possible_cpu(cpu)
1532                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1533         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1534                 jiffies - rsp->gp_start,
1535                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1536
1537         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1538
1539         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1540
1541         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1542         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1543                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1544                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1545         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1546
1547         panic_on_rcu_stall();
1548
1549         /*
1550          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1551          *
1552          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1553          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1554          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1555          */
1556         resched_cpu(smp_processor_id());
1557 }
1558
1559 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1560 {
1561         unsigned long completed;
1562         unsigned long gpnum;
1563         unsigned long gps;
1564         unsigned long j;
1565         unsigned long js;
1566         struct rcu_node *rnp;
1567
1568         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1569             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1570                 return;
1571         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1572         j = jiffies;
1573
1574         /*
1575          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1576          *
1577          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1578          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1579          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1580          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1581          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1582          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1583          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1584          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1585          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1586          * from rsp->gpnum.
1587          *
1588          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1589          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1590          */
1591         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1592         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1593         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1594         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1595         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1596         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1597         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1598         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1599             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1600             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1601                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1602         rnp = rdp->mynode;
1603         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1604             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1605
1606                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1607                 print_cpu_stall(rsp);
1608
1609         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1610                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1611
1612                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1613                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1614         }
1615 }
1616
1617 /**
1618  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1619  *
1620  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1621  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1622  * RCU grace periods.
1623  *
1624  * The caller must disable hard irqs.
1625  */
1626 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1627 {
1628         struct rcu_state *rsp;
1629
1630         for_each_rcu_flavor(rsp)
1631                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1636  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1637  * no-callbacks CPUs.
1638  */
1639 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1640 {
1641         int i;
1642
1643         rdp->nxtlist = NULL;
1644         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1645                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1650  */
1651 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1652 {
1653         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1654                 return;
1655         init_default_callback_list(rdp);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1660  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1661  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1662  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1663  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1664  *
1665  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1666  */
1667 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1668                                        struct rcu_node *rnp)
1669 {
1670         /*
1671          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1672          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1673          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1674          * period might have started, but just not yet gotten around
1675          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1676          */
1677         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1678                 return rnp->completed + 1;
1679
1680         /*
1681          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1682          * then the subsequent full grace period.
1683          */
1684         return rnp->completed + 2;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1689  * rcu_nocb_wait_gp().
1690  */
1691 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1692                                 unsigned long c, const char *s)
1693 {
1694         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1695                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1696                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1701  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1702  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1703  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1704  *
1705  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1706  */
1707 static bool __maybe_unused
1708 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1709                     unsigned long *c_out)
1710 {
1711         unsigned long c;
1712         int i;
1713         bool ret = false;
1714         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1715
1716         /*
1717          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1718          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1719          */
1720         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1721         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1722         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1723                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1724                 goto out;
1725         }
1726
1727         /*
1728          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1729          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1730          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1731          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1732          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1733          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1734          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1735          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1736          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1737          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1738          * doing some extra useless work.
1739          */
1740         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1741             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1742                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1743                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1744                 goto out;
1745         }
1746
1747         /*
1748          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1749          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1750          * start one (if needed).
1751          */
1752         if (rnp != rnp_root)
1753                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1754
1755         /*
1756          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1757          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1758          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1759          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1760          */
1761         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1762         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1763                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1764                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1765
1766         /*
1767          * If the needed for the required grace period is already
1768          * recorded, trace and leave.
1769          */
1770         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1771                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1772                 goto unlock_out;
1773         }
1774
1775         /* Record the need for the future grace period. */
1776         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1777
1778         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1779         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1780                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1781         } else {
1782                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1783                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1784         }
1785 unlock_out:
1786         if (rnp != rnp_root)
1787                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1788 out:
1789         if (c_out != NULL)
1790                 *c_out = c;
1791         return ret;
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1796  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1797  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1798  * waiting for this grace period to complete.
1799  */
1800 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1801 {
1802         int c = rnp->completed;
1803         int needmore;
1804         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1805
1806         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1807         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1808         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1809                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1810         return needmore;
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1815  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1816  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1817  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1818  * a kthread that has not yet been created.
1819  */
1820 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1821 {
1822         if (current == rsp->gp_kthread ||
1823             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1824             !rsp->gp_kthread)
1825                 return;
1826         swake_up(&rsp->gp_wq);
1827 }
1828
1829 /*
1830  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1831  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1832  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1833  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1834  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1835  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1836  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1837  * awaken the RCU grace-period kthread.
1838  *
1839  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1840  */
1841 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1842                                struct rcu_data *rdp)
1843 {
1844         unsigned long c;
1845         int i;
1846         bool ret;
1847
1848         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1849         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1850                 return false;
1851
1852         /*
1853          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1854          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1855          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1856          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1857          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1858          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1859          *
1860          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1861          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1862          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1863          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1864          * been assigned a ->completed number.
1865          */
1866         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1867         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1868                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1869                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1870                         break;
1871
1872         /*
1873          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1874          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1875          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1876          * be grouped into.
1877          */
1878         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1879                 return false;
1880
1881         /*
1882          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1883          * full grace period and group them all in the sublist initially
1884          * indexed by "i".
1885          */
1886         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1887                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1888                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1889         }
1890         /* Record any needed additional grace periods. */
1891         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1892
1893         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1894         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1895                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1896         else
1897                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1898         return ret;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1903  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1904  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1905  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1906  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1907  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1908  *
1909  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1910  */
1911 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1912                             struct rcu_data *rdp)
1913 {
1914         int i, j;
1915
1916         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1917         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1918                 return false;
1919
1920         /*
1921          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1922          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1923          */
1924         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1925                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1926                         break;
1927                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1928         }
1929         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1930         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1931                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1932
1933         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1934         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1935                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1936                         break;
1937                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1938                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1939         }
1940
1941         /* Classify any remaining callbacks. */
1942         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1947  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1948  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1949  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1950  */
1951 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1952                               struct rcu_data *rdp)
1953 {
1954         bool ret;
1955         bool need_gp;
1956
1957         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1958         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1959             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1960
1961                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1962                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1963
1964         } else {
1965
1966                 /* Advance callbacks. */
1967                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1968
1969                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1970                 rdp->completed = rnp->completed;
1971                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1972         }
1973
1974         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1975                 /*
1976                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1977                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1978                  * go looking for one.
1979                  */
1980                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1981                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1982                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1983                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1984                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1985                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1986                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1987                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1988         }
1989         return ret;
1990 }
1991
1992 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1993 {
1994         unsigned long flags;
1995         bool needwake;
1996         struct rcu_node *rnp;
1997
1998         local_irq_save(flags);
1999         rnp = rdp->mynode;
2000         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
2001              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
2002              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
2003             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
2004                 local_irq_restore(flags);
2005                 return;
2006         }
2007         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2008         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2009         if (needwake)
2010                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2011 }
2012
2013 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
2014 {
2015         if (delay > 0 &&
2016             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
2017                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
2022  */
2023 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
2024 {
2025         unsigned long oldmask;
2026         struct rcu_data *rdp;
2027         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2028
2029         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2030         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2031         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
2032                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
2033                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2034                 return false;
2035         }
2036         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
2037
2038         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
2039                 /*
2040                  * Grace period already in progress, don't start another.
2041                  * Not supposed to be able to happen.
2042                  */
2043                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2044                 return false;
2045         }
2046
2047         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
2048         record_gp_stall_check_time(rsp);
2049         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
2050         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
2051         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
2052         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2053
2054         /*
2055          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2056          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2057          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2058          * will handle subsequent offline CPUs.
2059          */
2060         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2061                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2062                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2063                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2064                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2065                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2066                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2067                         continue;
2068                 }
2069
2070                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2071                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2072                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2073
2074                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2075                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2076                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2077                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2078                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2079                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2080                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2081                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2082                 }
2083
2084                 /*
2085                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2086                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2087                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2088                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2089                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2090                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2091                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2092                  */
2093                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2094                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2095                      rnp->qsmaskinit)) {
2096                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2097                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2098                 }
2099
2100                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2101         }
2102
2103         /*
2104          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2105          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2106          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2107          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2108          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2109          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2110          * leaf node has been initialized.
2111          *
2112          * The grace period cannot complete until the initialization
2113          * process finishes, because this kthread handles both.
2114          */
2115         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2116                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2117                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2118                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2119                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2120                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2121                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2122                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2123                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2124                 if (rnp == rdp->mynode)
2125                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2126                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2127                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2128                                             rnp->level, rnp->grplo,
2129                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2130                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2131                 cond_resched_rcu_qs();
2132                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2133         }
2134
2135         return true;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2140  * at force-quiescent-state time.
2141  */
2142 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2143 {
2144         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2145
2146         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2147         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2148         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2149                 return true;
2150
2151         /* The current grace period has completed. */
2152         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2153                 return true;
2154
2155         return false;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Do one round of quiescent-state forcing.
2160  */
2161 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2162 {
2163         bool isidle = false;
2164         unsigned long maxj;
2165         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2166
2167         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2168         rsp->n_force_qs++;
2169         if (first_time) {
2170                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2171                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2172                         isidle = true;
2173                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2174                 }
2175                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2176                              &isidle, &maxj);
2177                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2178         } else {
2179                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2180                 isidle = true;
2181                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2182         }
2183         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2184         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2185                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2186                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2187                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2188                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2189         }
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Clean up after the old grace period.
2194  */
2195 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2196 {
2197         unsigned long gp_duration;
2198         bool needgp = false;
2199         int nocb = 0;
2200         struct rcu_data *rdp;
2201         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2202         struct swait_queue_head *sq;
2203
2204         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2205         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2206         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2207         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2208                 rsp->gp_max = gp_duration;
2209
2210         /*
2211          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2212          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2213          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2214          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2215          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2216          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2217          */
2218         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2219
2220         /*
2221          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2222          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2223          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2224          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2225          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2226          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2227          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2228          */
2229         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2230                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2231                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2232                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2233                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2234                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2235                 if (rnp == rdp->mynode)
2236                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2237                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2238                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2239                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2240                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2241                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2242                 cond_resched_rcu_qs();
2243                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2244                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2245         }
2246         rnp = rcu_get_root(rsp);
2247         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2248         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2249
2250         /* Declare grace period done. */
2251         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2252         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2253         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2254         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2255         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2256         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2257         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2258                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2259                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2260                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2261                                        TPS("newreq"));
2262         }
2263         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Body of kthread that handles grace periods.
2268  */
2269 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2270 {
2271         bool first_gp_fqs;
2272         int gf;
2273         unsigned long j;
2274         int ret;
2275         struct rcu_state *rsp = arg;
2276         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2277
2278         rcu_bind_gp_kthread();
2279         for (;;) {
2280
2281                 /* Handle grace-period start. */
2282                 for (;;) {
2283                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2284                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2285                                                TPS("reqwait"));
2286                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2287                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2288                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2289                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2290                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2291                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2292                         if (rcu_gp_init(rsp))
2293                                 break;
2294                         cond_resched_rcu_qs();
2295                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2296                         WARN_ON(signal_pending(current));
2297                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2298                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2299                                                TPS("reqwaitsig"));
2300                 }
2301
2302                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2303                 first_gp_fqs = true;
2304                 j = jiffies_till_first_fqs;
2305                 if (j > HZ) {
2306                         j = HZ;
2307                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2308                 }
2309                 ret = 0;
2310                 for (;;) {
2311                         if (!ret) {
2312                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2313                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2314                                            jiffies + 3 * j);
2315                         }
2316                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2317                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2318                                                TPS("fqswait"));
2319                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2320                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2321                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2322                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2323                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2324                         /* If grace period done, leave loop. */
2325                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2326                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2327                                 break;
2328                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2329                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2330                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2331                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2332                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2333                                                        TPS("fqsstart"));
2334                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2335                                 first_gp_fqs = false;
2336                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2337                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2338                                                        TPS("fqsend"));
2339                                 cond_resched_rcu_qs();
2340                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2341                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2342                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2343                                 if (j > HZ) {
2344                                         j = HZ;
2345                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2346                                 } else if (j < 1) {
2347                                         j = 1;
2348                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2349                                 }
2350                         } else {
2351                                 /* Deal with stray signal. */
2352                                 cond_resched_rcu_qs();
2353                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2354                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2355                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2356                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2357                                                        TPS("fqswaitsig"));
2358                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2359                                 j = jiffies;
2360                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2361                                         j = 1;
2362                                 else
2363                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2364                         }
2365                 }
2366
2367                 /* Handle grace-period end. */
2368                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2369                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2370                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2371         }
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2376  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2377  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2378  *
2379  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2380  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2381  * quiescent state.
2382  *
2383  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2384  */
2385 static bool
2386 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2387                       struct rcu_data *rdp)
2388 {
2389         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2390                 /*
2391                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2392                  * task, this CPU does not need another grace period,
2393                  * or a grace period is already in progress.
2394                  * Either way, don't start a new grace period.
2395                  */
2396                 return false;
2397         }
2398         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2399         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2400                                TPS("newreq"));
2401
2402         /*
2403          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2404          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2405          * the wakeup to our caller.
2406          */
2407         return true;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2412  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2413  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2414  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2415  * that is encountered beforehand.
2416  *
2417  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2418  */
2419 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2420 {
2421         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2422         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2423         bool ret = false;
2424
2425         /*
2426          * If there is no grace period in progress right now, any
2427          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2428          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2429          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2430          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2431          * then start the grace period!
2432          */
2433         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2434         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2435         return ret;
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2440  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2441  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2442  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2443  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2444  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2445  * which is released before return.
2446  */
2447 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2448         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2449 {
2450         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2451         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2452         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2453         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2458  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2459  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2460  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2461  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2462  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2463  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2464  * must be held upon entry, and it is released before return.
2465  */
2466 static void
2467 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2468                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2469         __releases(rnp->lock)
2470 {
2471         unsigned long oldmask = 0;
2472         struct rcu_node *rnp_c;
2473
2474         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2475         for (;;) {
2476                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2477
2478                         /*
2479                          * Our bit has already been cleared, or the
2480                          * relevant grace period is already over, so done.
2481                          */
2482                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2483                         return;
2484                 }
2485                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2486                 rnp->qsmask &= ~mask;
2487                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2488                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2489                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2490                                                  !!rnp->gp_tasks);
2491                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2492
2493                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2494                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2495                         return;
2496                 }
2497                 mask = rnp->grpmask;
2498                 if (rnp->parent == NULL) {
2499
2500                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2501
2502                         break;
2503                 }
2504                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2505                 rnp_c = rnp;
2506                 rnp = rnp->parent;
2507                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2508                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2509         }
2510
2511         /*
2512          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2513          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2514          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2515          */
2516         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2521  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2522  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2523  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2524  * disabled.
2525  */
2526 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2527                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2528         __releases(rnp->lock)
2529 {
2530         unsigned long gps;
2531         unsigned long mask;
2532         struct rcu_node *rnp_p;
2533
2534         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2535             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2536                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2537                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2538         }
2539
2540         rnp_p = rnp->parent;
2541         if (rnp_p == NULL) {
2542                 /*
2543                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2544                  * try to report up to its nonexistent parent!
2545                  */
2546                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2547                 return;
2548         }
2549
2550         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2551         gps = rnp->gpnum;
2552         mask = rnp->grpmask;
2553         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2554         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2555         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2560  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2561  */
2562 static void
2563 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2564 {
2565         unsigned long flags;
2566         unsigned long mask;
2567         bool needwake;
2568         struct rcu_node *rnp;
2569
2570         rnp = rdp->mynode;
2571         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2572         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2573             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2574
2575                 /*
2576                  * The grace period in which this quiescent state was
2577                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2578                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2579                  * within the current grace period.
2580                  */
2581                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2582                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2583                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2584                 return;
2585         }
2586         mask = rdp->grpmask;
2587         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2588                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2589         } else {
2590                 rdp->core_needs_qs = false;
2591
2592                 /*
2593                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2594                  * callbacks can be processed during the next GP.
2595                  */
2596                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2597
2598                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2599                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2600                 if (needwake)
2601                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2602         }
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2607  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2608  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2609  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2610  */
2611 static void
2612 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2613 {
2614         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2615         note_gp_changes(rsp, rdp);
2616
2617         /*
2618          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2619          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2620          */
2621         if (!rdp->core_needs_qs)
2622                 return;
2623
2624         /*
2625          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2626          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2627          */
2628         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2629                 return;
2630
2631         /*
2632          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2633          * judge of that).
2634          */
2635         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2636 }
2637
2638 /*
2639  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2640  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2641  * ->orphan_lock.
2642  */
2643 static void
2644 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2645                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2646 {
2647         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2648         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2649                 return;
2650
2651         /*
2652          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2653          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2654          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2655          */
2656         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2657                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2658                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2659                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2660                 rdp->qlen_lazy = 0;
2661                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2662         }
2663
2664         /*
2665          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2666          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2667          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2668          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2669          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2670          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2671          * we just reset the whole thing later on.
2672          */
2673         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2674                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2675                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2676                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2677         }
2678
2679         /*
2680          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2681          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2682          * required to pass though another grace period: They are done.
2683          */
2684         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2685                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2686                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2687         }
2688
2689         /*
2690          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2691          * disallow further callbacks on this CPU.
2692          */
2693         init_callback_list(rdp);
2694         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2699  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2700  */
2701 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2702 {
2703         int i;
2704         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2705
2706         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2707         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2708             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2709                 return;
2710
2711         /* Do the accounting first. */
2712         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2713         rdp->qlen += rsp->qlen;
2714         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2715         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2716                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2717         rsp->qlen_lazy = 0;
2718         rsp->qlen = 0;
2719
2720         /*
2721          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2722          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2723          * we are the task doing the rcu_barrier().
2724          */
2725
2726         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2727         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2728                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2729                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2730                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2731                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2732                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2733                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2734                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2735         }
2736
2737         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2738         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2739                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2740                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2741                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2742                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2743         }
2744 }
2745
2746 /*
2747  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2748  */
2749 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2750 {
2751         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2752         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2753         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2754
2755         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2756                 return;
2757
2758         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2759         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2760                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2761                                TPS("cpuofl"));
2762 }
2763
2764 /*
2765  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2766  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2767  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2768  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2769  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2770  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2771  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2772  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2773  * updated
2774  *
2775  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2776  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2777  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2778  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2779  * invoke it again.
2780  */
2781 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2782 {
2783         long mask;
2784         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2785
2786         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2787             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2788                 return;
2789         for (;;) {
2790                 mask = rnp->grpmask;
2791                 rnp = rnp->parent;
2792                 if (!rnp)
2793                         break;
2794                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2795                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2796                 rnp->qsmask &= ~mask;
2797                 if (rnp->qsmaskinit) {
2798                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2799                         /* irqs remain disabled. */
2800                         return;
2801                 }
2802                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2803         }
2804 }
2805
2806 /*
2807  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2808  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2809  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2810  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2811  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2812  */
2813 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2814 {
2815         unsigned long flags;
2816         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2817         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2818
2819         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2820                 return;
2821
2822         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2823         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2824
2825         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2826         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2827         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2828         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2829         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2830
2831         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2832                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2833                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2838  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2839  */
2840 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2841 {
2842         unsigned long flags;
2843         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2844         long bl, count, count_lazy;
2845         int i;
2846
2847         /* If no callbacks are ready, just return. */
2848         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2849                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2850                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2851                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2852                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2853                 return;
2854         }
2855
2856         /*
2857          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2858          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2859          */
2860         local_irq_save(flags);
2861         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2862         bl = rdp->blimit;
2863         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2864         list = rdp->nxtlist;
2865         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2866         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2867         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2868         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2869                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2870                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2871         local_irq_restore(flags);
2872
2873         /* Invoke callbacks. */
2874         count = count_lazy = 0;
2875         while (list) {
2876                 next = list->next;
2877                 prefetch(next);
2878                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2879                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2880                         count_lazy++;
2881                 list = next;
2882                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2883                 if (++count >= bl &&
2884                     (need_resched() ||
2885                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2886                         break;
2887         }
2888
2889         local_irq_save(flags);
2890         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2891                             is_idle_task(current),
2892                             rcu_is_callbacks_kthread());
2893
2894         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2895         if (list != NULL) {
2896                 *tail = rdp->nxtlist;
2897                 rdp->nxtlist = list;
2898                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2899                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2900                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2901                         else
2902                                 break;
2903         }
2904         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2905         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2906         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2907         rdp->n_cbs_invoked += count;
2908
2909         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2910         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2911                 rdp->blimit = blimit;
2912
2913         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2914         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2915                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2916                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2917         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2918                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2919         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2920
2921         local_irq_restore(flags);
2922
2923         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2924         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2925                 invoke_rcu_core();
2926 }
2927
2928 /*
2929  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2930  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2931  * Also schedule RCU core processing.
2932  *
2933  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2934  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2935  */
2936 void rcu_check_callbacks(int user)
2937 {
2938         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2939         increment_cpu_stall_ticks();
2940         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2941
2942                 /*
2943                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2944                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2945                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2946                  * a quiescent state, so note it.
2947                  *
2948                  * No memory barrier is required here because both
2949                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2950                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2951                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2952                  */
2953
2954                 rcu_sched_qs();
2955                 rcu_bh_qs();
2956
2957         } else if (!in_softirq()) {
2958
2959                 /*
2960                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2961                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2962                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2963                  * critical section, so note it.
2964                  */
2965
2966                 rcu_bh_qs();
2967         }
2968         rcu_preempt_check_callbacks();
2969         if (rcu_pending())
2970                 invoke_rcu_core();
2971         if (user)
2972                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2973         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2974 }
2975
2976 /*
2977  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2978  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2979  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2980  *
2981  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2982  */
2983 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2984                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2985                                   unsigned long *maxj),
2986                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2987 {
2988         int cpu;
2989         unsigned long flags;
2990         unsigned long mask;
2991         struct rcu_node *rnp;
2992
2993         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2994                 cond_resched_rcu_qs();
2995                 mask = 0;
2996                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2997                 if (rnp->qsmask == 0) {
2998                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2999                             rsp != rcu_state_p ||
3000                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
3001                                 /*
3002                                  * No point in scanning bits because they
3003                                  * are all zero.  But we might need to
3004                                  * priority-boost blocked readers.
3005                                  */
3006                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3007                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
3008                                 continue;
3009                         }
3010                         if (rnp->parent &&
3011                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
3012                                 /*
3013                                  * Race between grace-period
3014                                  * initialization and task exiting RCU
3015                                  * read-side critical section: Report.
3016                                  */
3017                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
3018                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
3019                                 continue;
3020                         }
3021                 }
3022                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
3023                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
3024                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
3025                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
3026                                         mask |= bit;
3027                         }
3028                 }
3029                 if (mask != 0) {
3030                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
3031                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
3032                 } else {
3033                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
3034                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3035                 }
3036         }
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
3041  * CPUs are in dyntick-idle mode.
3042  */
3043 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
3044 {
3045         unsigned long flags;
3046         bool ret;
3047         struct rcu_node *rnp;
3048         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
3049
3050         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
3051         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
3052         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
3053                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
3054                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
3055                 if (rnp_old != NULL)
3056                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
3057                 if (ret) {
3058                         rsp->n_force_qs_lh++;
3059                         return;
3060                 }
3061                 rnp_old = rnp;
3062         }
3063         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
3064
3065         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
3066         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
3067         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
3068         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
3069                 rsp->n_force_qs_lh++;
3070                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
3071                 return;  /* Someone beat us to it. */
3072         }
3073         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
3074         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
3075         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3076 }
3077
3078 /*
3079  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
3080  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
3081  * whom the rdp belongs.
3082  */
3083 static void
3084 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
3085 {
3086         unsigned long flags;
3087         bool needwake;
3088         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3089
3090         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
3091
3092         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
3093         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
3094
3095         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
3096         local_irq_save(flags);
3097         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3098                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
3099                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
3100                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
3101                 if (needwake)
3102                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3103         } else {
3104                 local_irq_restore(flags);
3105         }
3106
3107         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3108         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
3109                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3110
3111         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3112         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Do RCU core processing for the current CPU.
3117  */
3118 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3119 {
3120         struct rcu_state *rsp;
3121
3122         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3123                 return;
3124         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3125         for_each_rcu_flavor(rsp)
3126                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3127         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3132  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3133  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3134  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3135  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3136  */
3137 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3138 {
3139         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3140                 return;
3141         if (likely(!rsp->boost)) {
3142                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3143                 return;
3144         }
3145         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3146 }
3147
3148 static void invoke_rcu_core(void)
3149 {
3150         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3151                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3152 }
3153
3154 /*
3155  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3156  */
3157 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3158                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3159 {
3160         bool needwake;
3161
3162         /*
3163          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3164          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3165          */
3166         if (!rcu_is_watching())
3167                 invoke_rcu_core();
3168
3169         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3170         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3171                 return;
3172
3173         /*
3174          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3175          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3176          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3177          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3178          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3179          */
3180         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3181
3182                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3183                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3184
3185                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3186                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3187                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3188
3189                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3190                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3191                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3192                         if (needwake)
3193                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3194                 } else {
3195                         /* Give the grace period a kick. */
3196                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3197                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3198                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3199                                 force_quiescent_state(rsp);
3200                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3201                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3202                 }
3203         }
3204 }
3205
3206 /*
3207  * RCU callback function to leak a callback.
3208  */
3209 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3210 {
3211 }
3212
3213 /*
3214  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3215  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3216  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3217  * is expected to specify a CPU.
3218  */
3219 static void
3220 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3221            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3222 {
3223         unsigned long flags;
3224         struct rcu_data *rdp;
3225
3226         /* Misaligned rcu_head! */
3227         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3228
3229         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3230                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3231                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3232                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3233                 return;
3234         }
3235         head->func = func;
3236         head->next = NULL;
3237         local_irq_save(flags);
3238         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3239
3240         /* Add the callback to our list. */
3241         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3242                 int offline;
3243
3244                 if (cpu != -1)
3245                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3246                 if (likely(rdp->mynode)) {
3247                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3248                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3249                         WARN_ON_ONCE(offline);
3250                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3251                         local_irq_restore(flags);
3252                         return;
3253                 }
3254                 /*
3255                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3256                  * and then drop through to queue the callback.
3257                  */
3258                 BUG_ON(cpu != -1);
3259                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3260                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3261                         init_default_callback_list(rdp);
3262         }
3263         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3264         if (lazy)
3265                 rdp->qlen_lazy++;
3266         else
3267                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3268         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3269         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3270         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3271
3272         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3273                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3274                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3275         else
3276                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3277
3278         /* Go handle any RCU core processing required. */
3279         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3280         local_irq_restore(flags);
3281 }
3282
3283 /*
3284  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3285  */
3286 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3287 {
3288         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3289 }
3290 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3291
3292 /*
3293  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3294  */
3295 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3296 {
3297         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3298 }
3299 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3300
3301 /*
3302  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3303  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3304  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3305  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3306  * function may only be called from __kfree_rcu().
3307  */
3308 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3309                     rcu_callback_t func)
3310 {
3311         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3314
3315 /*
3316  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3317  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3318  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3319  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3320  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3321  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3322  * some overhead: RCU still operates correctly.
3323  */
3324 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3325 {
3326         int ret;
3327
3328         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3329         preempt_disable();
3330         ret = num_online_cpus() <= 1;
3331         preempt_enable();
3332         return ret;
3333 }
3334
3335 /**
3336  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3337  *
3338  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3339  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3340  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3341  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3342  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3343  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3344  * rcu_read_lock_sched().
3345  *
3346  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3347  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3348  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3349  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3350  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3351  *
3352  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3353  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3354  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3355  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3356  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3357  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3358  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3359  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3360  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3361  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3362  * that are executing in the kernel.
3363  *
3364  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3365  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3366  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3367  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3368  * again only if the system has more than one CPU).
3369  *
3370  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3371  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3372  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3373  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3374  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3375  */
3376 void synchronize_sched(void)
3377 {
3378         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3379                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3380                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3381                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3382         if (rcu_blocking_is_gp())
3383                 return;
3384         if (rcu_gp_is_expedited())
3385                 synchronize_sched_expedited();
3386         else
3387                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3388 }
3389 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3390
3391 /**
3392  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3393  *
3394  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3395  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3396  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3397  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3398  * and may be nested.
3399  *
3400  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3401  * on memory ordering guarantees.
3402  */
3403 void synchronize_rcu_bh(void)
3404 {
3405         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3406                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3407                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3408                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3409         if (rcu_blocking_is_gp())
3410                 return;
3411         if (rcu_gp_is_expedited())
3412                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3413         else
3414                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3415 }
3416 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3417
3418 /**
3419  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3420  *
3421  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3422  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3423  * meantime.
3424  */
3425 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3426 {
3427         /*
3428          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3429          * before the load from ->gpnum.
3430          */
3431         smp_mb();  /* ^^^ */
3432
3433         /*
3434          * Make sure this load happens before the purportedly
3435          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3436          * and cond_synchronize_rcu().
3437          */
3438         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3439 }
3440 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3441
3442 /**
3443  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3444  *
3445  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3446  *
3447  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3448  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3449  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3450  *
3451  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3452  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3453  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3454  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3455  */
3456 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3457 {
3458         unsigned long newstate;
3459
3460         /*
3461          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3462          * actions the caller might carry out after we return.
3463          */
3464         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3465         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3466                 synchronize_rcu();
3467 }
3468 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3469
3470 /**
3471  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3472  *
3473  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3474  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3475  * meantime.
3476  */
3477 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3478 {
3479         /*
3480          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3481          * before the load from ->gpnum.
3482          */
3483         smp_mb();  /* ^^^ */
3484
3485         /*
3486          * Make sure this load happens before the purportedly
3487          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3488          * and cond_synchronize_sched().
3489          */
3490         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3491 }
3492 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3493
3494 /**
3495  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3496  *
3497  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3498  *
3499  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3500  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3501  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3502  *
3503  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3504  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3505  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3506  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3507  */
3508 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3509 {
3510         unsigned long newstate;
3511
3512         /*
3513          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3514          * actions the caller might carry out after we return.
3515          */
3516         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3517         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3518                 synchronize_sched();
3519 }
3520 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3521
3522 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3523 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3524 {
3525         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3526         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3527         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3528 }
3529
3530 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3531 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3532 {
3533         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3534         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3535         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3536 }
3537
3538 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3539 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3540 {
3541         unsigned long s;
3542
3543         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3544         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3545         return s;
3546 }
3547
3548 /*
3549  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3550  * full update-side operation has occurred.
3551  */
3552 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3553 {
3554         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3559  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3560  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3561  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3562  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3563  */
3564 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3565 {
3566         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3567
3568         rdp->n_rcu_pending++;
3569
3570         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3571         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3572
3573         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3574         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3575                 return 0;
3576
3577         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3578         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3579             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3580             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3581                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3582         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3583                 rdp->n_rp_report_qs++;
3584                 return 1;
3585         }
3586
3587         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3588         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3589                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3590                 return 1;
3591         }
3592
3593         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3594         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3595                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3596                 return 1;
3597         }
3598
3599         /* Has another RCU grace period completed?  */
3600         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3601                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3602                 return 1;
3603         }
3604
3605         /* Has a new RCU grace period started? */
3606         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3607             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3608                 rdp->n_rp_gp_started++;
3609                 return 1;
3610         }
3611
3612         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3613         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3614                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3615                 return 1;
3616         }
3617
3618         /* nothing to do */
3619         rdp->n_rp_need_nothing++;
3620         return 0;
3621 }
3622
3623 /*
3624  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3625  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3626  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3627  */
3628 static int rcu_pending(void)
3629 {
3630         struct rcu_state *rsp;
3631
3632         for_each_rcu_flavor(rsp)
3633                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3634                         return 1;
3635         return 0;
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3640  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3641  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3642  */
3643 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3644 {
3645         bool al = true;
3646         bool hc = false;
3647         struct rcu_data *rdp;
3648         struct rcu_state *rsp;
3649
3650         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3651                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3652                 if (!rdp->nxtlist)
3653                         continue;
3654                 hc = true;
3655                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3656                         al = false;
3657                         break;
3658                 }
3659         }
3660         if (all_lazy)
3661                 *all_lazy = al;
3662         return hc;
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3667  * the compiler is expected to optimize this away.
3668  */
3669 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3670                                int cpu, unsigned long done)
3671 {
3672         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3673                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3674 }
3675
3676 /*
3677  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3678  * up the task executing _rcu_barrier().
3679  */
3680 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3681 {
3682         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3683         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3684
3685         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3686                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3687                 complete(&rsp->barrier_completion);
3688         } else {
3689                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3690         }
3691 }
3692
3693 /*
3694  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3695  */
3696 static void rcu_barrier_func(void *type)
3697 {
3698         struct rcu_state *rsp = type;
3699         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3700
3701         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3702         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3703         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3704 }
3705
3706 /*
3707  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3708  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3709  */
3710 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3711 {
3712         int cpu;
3713         struct rcu_data *rdp;
3714         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3715
3716         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3717
3718         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3719         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3720
3721         /* Did someone else do our work for us? */
3722         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3723                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3724                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3725                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3726                 return;
3727         }
3728
3729         /* Mark the start of the barrier operation. */
3730         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3731         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3732
3733         /*
3734          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3735          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3736          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3737          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3738          */
3739         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3740         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3741         get_online_cpus();
3742
3743         /*
3744          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3745          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3746          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3747          */
3748         for_each_possible_cpu(cpu) {
3749                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3750                         continue;
3751                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3752                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3753                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3754                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3755                                                    rsp->barrier_sequence);
3756                         } else {
3757                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3758                                                    rsp->barrier_sequence);
3759                                 smp_mb__before_atomic();
3760                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3761                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3762                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3763                         }
3764                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3765                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3766                                            rsp->barrier_sequence);
3767                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3768                 } else {
3769                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3770                                            rsp->barrier_sequence);
3771                 }
3772         }
3773         put_online_cpus();
3774
3775         /*
3776          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3777          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3778          */
3779         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3780                 complete(&rsp->barrier_completion);
3781
3782         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3783         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3784
3785         /* Mark the end of the barrier operation. */
3786         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3787         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3788
3789         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3790         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3791 }
3792
3793 /**
3794  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3795  */
3796 void rcu_barrier_bh(void)
3797 {
3798         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3799 }
3800 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3801
3802 /**
3803  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3804  */
3805 void rcu_barrier_sched(void)
3806 {
3807         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3810
3811 /*
3812  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3813  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3814  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3815  * disabled.
3816  */
3817 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3818 {
3819         long mask;
3820         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3821
3822         for (;;) {
3823                 mask = rnp->grpmask;
3824                 rnp = rnp->parent;
3825                 if (rnp == NULL)
3826                         return;
3827                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3828                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3829                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3830         }
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3835  */
3836 static void __init
3837 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3838 {
3839         unsigned long flags;
3840         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3841         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3842
3843         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3844         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3845         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3846         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3847         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3848         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3849         rdp->cpu = cpu;
3850         rdp->rsp = rsp;
3851         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3852         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3853 }
3854
3855 /*
3856  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3857  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3858  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3859  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3860  */
3861 static void
3862 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3863 {
3864         unsigned long flags;
3865         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3866         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3867
3868         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3869         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3870         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3871         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3872         rdp->blimit = blimit;
3873         if (!rdp->nxtlist)
3874                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3875         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3876         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3877         rcu_dynticks_eqs_online();
3878         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3879
3880         /*
3881          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3882          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3883          * of the next grace period.
3884          */
3885         rnp = rdp->mynode;
3886         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3887         if (!rdp->beenonline)
3888                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3889         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3890         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3891         rdp->completed = rnp->completed;
3892         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3893         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3894         rdp->core_needs_qs = false;
3895         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3896         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3897 }
3898
3899 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3900 {
3901         struct rcu_state *rsp;
3902
3903         for_each_rcu_flavor(rsp)
3904                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3905
3906         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3907         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3908
3909         return 0;
3910 }
3911
3912 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3913 {
3914         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3915
3916         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3917 }
3918
3919 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3920 {
3921         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3922         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3923         return 0;
3924 }
3925
3926 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3927 {
3928         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3929         return 0;
3930 }
3931
3932
3933 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3934 {
3935         struct rcu_state *rsp;
3936
3937         for_each_rcu_flavor(rsp)
3938                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3939         return 0;
3940 }
3941
3942 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3943 {
3944         struct rcu_state *rsp;
3945
3946         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3947                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3948                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3949         }
3950         return 0;
3951 }
3952
3953 /*
3954  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3955  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3956  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3957  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3958  * will result in lockdep splats.
3959  */
3960 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3961 {
3962         unsigned long flags;
3963         unsigned long mask;
3964         struct rcu_data *rdp;
3965         struct rcu_node *rnp;
3966         struct rcu_state *rsp;
3967
3968         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3969                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3970                 rnp = rdp->mynode;
3971                 mask = rdp->grpmask;
3972                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3973                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3974                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3975                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3976         }
3977 }
3978
3979 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3980 /*
3981  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3982  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3983  * bit masks.
3984  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3985  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3986  * bit masks.
3987  */
3988 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3989 {
3990         unsigned long flags;
3991         unsigned long mask;
3992         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3993         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3994
3995         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3996         mask = rdp->grpmask;
3997         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3998         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3999         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4000 }
4001
4002 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4003 {
4004         struct rcu_state *rsp;
4005
4006         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4007         preempt_disable();
4008         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4009                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4010         preempt_enable();
4011         for_each_rcu_flavor(rsp)
4012                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4013 }
4014 #endif
4015
4016 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4017                          unsigned long action, void *hcpu)
4018 {
4019         switch (action) {
4020         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4021         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4022                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4023                         rcu_expedite_gp();
4024                 break;
4025         case PM_POST_HIBERNATION:
4026         case PM_POST_SUSPEND:
4027                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4028                         rcu_unexpedite_gp();
4029                 break;
4030         default:
4031                 break;
4032         }
4033         return NOTIFY_OK;
4034 }
4035
4036 /*
4037  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4038  */
4039 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4040 {
4041         unsigned long flags;
4042         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4043         struct rcu_node *rnp;
4044         struct rcu_state *rsp;
4045         struct sched_param sp;
4046         struct task_struct *t;
4047
4048         /* Force priority into range. */
4049         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4050                 kthread_prio = 1;
4051         else if (kthread_prio < 0)
4052                 kthread_prio = 0;
4053         else if (kthread_prio > 99)
4054                 kthread_prio = 99;
4055         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4056                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4057                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4058
4059         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4060         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4061                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4062                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4063                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4064                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4065                 rsp->gp_kthread = t;
4066                 if (kthread_prio) {
4067                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4068                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4069                 }
4070                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4071                 wake_up_process(t);
4072         }
4073         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4074         rcu_spawn_boost_kthreads();
4075         return 0;
4076 }
4077 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4078
4079 /*
4080  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4081  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4082  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4083  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4084  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4085  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4086  * A later core_initcall() rcu_exp_runtime_mode() will switch to full
4087  * runtime RCU functionality.
4088  */
4089 void rcu_scheduler_starting(void)
4090 {
4091         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4092         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4093         rcu_test_sync_prims();
4094         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4095         rcu_test_sync_prims();
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4100  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4101  */
4102 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4103 {
4104         int i;
4105
4106         if (rcu_fanout_exact) {
4107                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4108                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4109                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4110         } else {
4111                 int ccur;
4112                 int cprv;
4113
4114                 cprv = nr_cpu_ids;
4115                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4116                         ccur = levelcnt[i];
4117                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4118                         cprv = ccur;
4119                 }
4120         }
4121 }
4122
4123 /*
4124  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4125  */
4126 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4127 {
4128         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4129         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4130         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4131         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4132         static u8 fl_mask = 0x1;
4133
4134         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4135         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4136         int cpustride = 1;
4137         int i;
4138         int j;
4139         struct rcu_node *rnp;
4140
4141         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4142
4143         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4144         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4145                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4146
4147         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4148
4149         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4150                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4151         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4152                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4153         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4154         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4155         fl_mask <<= 1;
4156
4157         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4158
4159         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4160                 cpustride *= levelspread[i];
4161                 rnp = rsp->level[i];
4162                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4163                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4164                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4165                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4166                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4167                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4168                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4169                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4170                         rnp->completed = rsp->completed;
4171                         rnp->qsmask = 0;
4172                         rnp->qsmaskinit = 0;
4173                         rnp->grplo = j * cpustride;
4174                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4175                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4176                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4177                         if (i == 0) {
4178                                 rnp->grpnum = 0;
4179                                 rnp->grpmask = 0;
4180                                 rnp->parent = NULL;
4181                         } else {
4182                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4183                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4184                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4185                                               j / levelspread[i - 1];
4186                         }
4187                         rnp->level = i;
4188                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4189                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4190                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4191                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4192                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4193                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4194                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4195                 }
4196         }
4197
4198         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4199         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4200         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4201         for_each_possible_cpu(i) {
4202                 while (i > rnp->grphi)
4203                         rnp++;
4204                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4205                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4206         }
4207         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4208 }
4209
4210 /*
4211  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4212  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4213  * the ->node array in the rcu_state structure.
4214  */
4215 static void __init rcu_init_geometry(void)
4216 {
4217         ulong d;
4218         int i;
4219         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4220
4221         /*
4222          * Initialize any unspecified boot parameters.
4223          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4224          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4225          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4226          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4227          */
4228         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4229         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4230                 jiffies_till_first_fqs = d;
4231         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4232                 jiffies_till_next_fqs = d;
4233
4234         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4235         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4236             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4237                 return;
4238         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4239                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4240
4241         /*
4242          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4243          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4244          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4245          * limit is exceeded.
4246          */
4247         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4248             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4249                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4250                 WARN_ON(1);
4251                 return;
4252         }
4253
4254         /*
4255          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4256          * with the given number of levels.
4257          */
4258         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4259         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4260                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4261
4262         /*
4263          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4264          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4265          */
4266         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4267                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4268                 WARN_ON(1);
4269                 return;
4270         }
4271
4272         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4273         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4274         }
4275         rcu_num_lvls = i + 1;
4276
4277         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4278         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4279                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4280                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4281         }
4282
4283         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4284         rcu_num_nodes = 0;
4285         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4286                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4287 }
4288
4289 /*
4290  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4291  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4292  */
4293 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4294 {
4295         int level = 0;
4296         struct rcu_node *rnp;
4297
4298         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4299         pr_info(" ");
4300         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4301                 if (rnp->level != level) {
4302                         pr_cont("\n");
4303                         pr_info(" ");
4304                         level = rnp->level;
4305                 }
4306                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4307         }
4308         pr_cont("\n");
4309 }
4310
4311 void __init rcu_init(void)
4312 {
4313         int cpu;
4314
4315         rcu_early_boot_tests();
4316
4317         rcu_bootup_announce();
4318         rcu_init_geometry();
4319         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4320         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4321         if (dump_tree)
4322                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4323         __rcu_init_preempt();
4324         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4325
4326         /*
4327          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4328          * this is called early in boot, before either interrupts
4329          * or the scheduler are operational.
4330          */
4331         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4332         for_each_online_cpu(cpu) {
4333                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4334                 rcu_cpu_starting(cpu);
4335         }
4336 }
4337
4338 #include "tree_exp.h"
4339 #include "tree_plugin.h"