Merge tag 'perf-urgent-for-mingo-4.14-20170912' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[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 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
101         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
102         .abbr = sabbr, \
103         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
104         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
127 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166
167 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
168 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
169 module_param(kthread_prio, int, 0644);
170
171 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
172
173 static int gp_preinit_delay;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
175 static int gp_init_delay;
176 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
177 static int gp_cleanup_delay;
178 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
179
180 /*
181  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
182  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
183  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
184  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
185  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
186  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
187  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
188  */
189 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
190
191 /*
192  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
193  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
194  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
195  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
196  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
197  * These variables enable correlating rcutorture output with the
198  * RCU tracing information.
199  */
200 unsigned long rcutorture_testseq;
201 unsigned long rcutorture_vernum;
202
203 /*
204  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
205  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
206  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
207  * in most contexts.
208  */
209 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
210 {
211         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
212 }
213
214 /*
215  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
216  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
217  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
218  */
219 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
220 {
221         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
222 }
223
224 /*
225  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
226  * how many quiescent states passed, just if there was at least
227  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
228  * The caller must have disabled preemption.
229  */
230 void rcu_sched_qs(void)
231 {
232         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
233         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
234                 return;
235         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
236                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
237                                TPS("cpuqs"));
238         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
239         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
240                 return;
241         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
242         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
243                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
244 }
245
246 void rcu_bh_qs(void)
247 {
248         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
249         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
250                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
251                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
252                                        TPS("cpuqs"));
253                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
254         }
255 }
256
257 /*
258  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
259  * control.  Initially this is for TLB flushing.
260  */
261 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
263 #ifndef rcu_eqs_special_exit
264 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
265 #endif
266
267 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
268         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
269         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
270 };
271
272 /*
273  * There's a few places, currently just in the tracing infrastructure,
274  * that uses rcu_irq_enter() to make sure RCU is watching. But there's
275  * a small location where that will not even work. In those cases
276  * rcu_irq_enter_disabled() needs to be checked to make sure rcu_irq_enter()
277  * can be called.
278  */
279 static DEFINE_PER_CPU(bool, disable_rcu_irq_enter);
280
281 bool rcu_irq_enter_disabled(void)
282 {
283         return this_cpu_read(disable_rcu_irq_enter);
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 seq;
294
295         /*
296          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
297          * critical sections, and we also must force ordering with the
298          * next idle sojourn.
299          */
300         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
301         /* Better be in an extended quiescent state! */
302         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
303                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
304         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
305         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
306                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
307 }
308
309 /*
310  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
311  * called from an extended quiescent state.
312  */
313 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
314 {
315         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
316         int seq;
317
318         /*
319          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
320          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
321          * critical section.
322          */
323         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
324         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
325                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
326         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
327                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
328                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
329                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
330                 rcu_eqs_special_exit();
331         }
332 }
333
334 /*
335  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
336  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
337  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
338  * to the next non-quiescent value.
339  *
340  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
341  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
342  * or when the corresponding CPU is offline.
343  */
344 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
345 {
346         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
347
348         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
349                 return;
350         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
351 }
352
353 /*
354  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
355  *
356  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
357  */
358 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
359 {
360         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
361
362         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
363 }
364
365 /*
366  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
367  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
368  */
369 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
370 {
371         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
372
373         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
374 }
375
376 /*
377  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
378  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
379  */
380 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
381 {
382         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
383 }
384
385 /*
386  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
387  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
388  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
389  */
390 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
391 {
392         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
393 }
394
395 /*
396  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
397  * momentary idle-CPU quiescent state.
398  */
399 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
400 {
401         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
402         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
403                                         &rdtp->dynticks);
404
405         /* It is illegal to call this from idle state. */
406         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
407 }
408
409 /*
410  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
411  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
412  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
413  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
414  * an extended quiescent state.
415  */
416 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
417 {
418         int old;
419         int new;
420         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
421
422         do {
423                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
424                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
425                         return false;
426                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
427         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
428         return true;
429 }
430
431 /*
432  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
433  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
434  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
435  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
436  * this CPU might (or might not) do in the near future.
437  *
438  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
439  *
440  * The caller must have disabled interrupts.
441  */
442 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
443 {
444         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
445         rcu_dynticks_momentary_idle();
446 }
447
448 /*
449  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
450  * and requires special handling for preemptible RCU.
451  * The caller must have disabled interrupts.
452  */
453 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
454 {
455         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
456         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
457         rcu_sched_qs();
458         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
459         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
460         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
461                 goto out;
462         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
463         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
464                 rcu_momentary_dyntick_idle();
465         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
466         if (!preempt)
467                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
468 out:
469         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
470         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
471 }
472 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
473
474 /*
475  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
476  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
477  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
478  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
479  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
480  * all RCU flavors.
481  *
482  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
483  * called externally, but just in case this is called from within this
484  * file.
485  *
486  */
487 void rcu_all_qs(void)
488 {
489         unsigned long flags;
490
491         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
492                 return;
493         preempt_disable();
494         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
495         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
496                 preempt_enable();
497                 return;
498         }
499         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
500         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
501         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
502                 local_irq_save(flags);
503                 rcu_momentary_dyntick_idle();
504                 local_irq_restore(flags);
505         }
506         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
507                 rcu_sched_qs();
508         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
509         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
510         preempt_enable();
511 }
512 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
513
514 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
515 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
516 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
517 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
518 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
519 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
520
521 module_param(blimit, long, 0444);
522 module_param(qhimark, long, 0444);
523 module_param(qlowmark, long, 0444);
524
525 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
526 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
527 static bool rcu_kick_kthreads;
528
529 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
530 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
531 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
532
533 /*
534  * How long the grace period must be before we start recruiting
535  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
536  */
537 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
538 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
539
540 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
541                                   struct rcu_data *rdp);
542 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
543 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
544 static int rcu_pending(void);
545
546 /*
547  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
548  */
549 unsigned long rcu_batches_started(void)
550 {
551         return rcu_state_p->gpnum;
552 }
553 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
554
555 /*
556  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
557  */
558 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
559 {
560         return rcu_sched_state.gpnum;
561 }
562 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
563
564 /*
565  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
566  */
567 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
568 {
569         return rcu_bh_state.gpnum;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
572
573 /*
574  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
575  */
576 unsigned long rcu_batches_completed(void)
577 {
578         return rcu_state_p->completed;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
581
582 /*
583  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
584  */
585 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
586 {
587         return rcu_sched_state.completed;
588 }
589 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
590
591 /*
592  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
593  */
594 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
595 {
596         return rcu_bh_state.completed;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
599
600 /*
601  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
602  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
603  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
604  * the cumulative batches since boot.
605  */
606 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
607 {
608         return rcu_state_p->expedited_sequence;
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
611
612 /*
613  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
614  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
615  */
616 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
617 {
618         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
619 }
620 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
621
622 /*
623  * Force a quiescent state.
624  */
625 void rcu_force_quiescent_state(void)
626 {
627         force_quiescent_state(rcu_state_p);
628 }
629 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
630
631 /*
632  * Force a quiescent state for RCU BH.
633  */
634 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
635 {
636         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
637 }
638 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
639
640 /*
641  * Force a quiescent state for RCU-sched.
642  */
643 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
644 {
645         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
648
649 /*
650  * Show the state of the grace-period kthreads.
651  */
652 void show_rcu_gp_kthreads(void)
653 {
654         struct rcu_state *rsp;
655
656         for_each_rcu_flavor(rsp) {
657                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
658                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
659                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
660         }
661 }
662 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
663
664 /*
665  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
666  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
667  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
668  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
669  * store this state in rcutorture itself.
670  */
671 void rcutorture_record_test_transition(void)
672 {
673         rcutorture_testseq++;
674         rcutorture_vernum = 0;
675 }
676 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
677
678 /*
679  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
680  */
681 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
682                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
683 {
684         struct rcu_state *rsp = NULL;
685
686         switch (test_type) {
687         case RCU_FLAVOR:
688                 rsp = rcu_state_p;
689                 break;
690         case RCU_BH_FLAVOR:
691                 rsp = &rcu_bh_state;
692                 break;
693         case RCU_SCHED_FLAVOR:
694                 rsp = &rcu_sched_state;
695                 break;
696         default:
697                 break;
698         }
699         if (rsp == NULL)
700                 return;
701         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
702         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
703         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
704 }
705 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
706
707 /*
708  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
709  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
710  * messages.
711  */
712 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
713 {
714         rcutorture_vernum++;
715 }
716 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
717
718 /*
719  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
720  */
721 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
722 {
723         return &rsp->node[0];
724 }
725
726 /*
727  * Is there any need for future grace periods?
728  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
729  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
730  */
731 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
732 {
733         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
734         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
735         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
736
737         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_future_needs_gp() invoked with irqs enabled!!!");
738         return READ_ONCE(*fp);
739 }
740
741 /*
742  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
743  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
744  * normal callback registry.
745  */
746 static bool
747 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
748 {
749         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "cpu_needs_another_gp() invoked with irqs enabled!!!");
750         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
751                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
752         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
753                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
754         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
755                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
756         if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
757                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
758         if (rcu_segcblist_future_gp_needed(&rdp->cblist,
759                                            READ_ONCE(rsp->completed)))
760                 return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
761         return false; /* No grace period needed. */
762 }
763
764 /*
765  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is entering an extended quiescent state
766  *
767  * Enter idle, doing appropriate accounting.  The caller must have
768  * disabled interrupts.
769  */
770 static void rcu_eqs_enter_common(bool user)
771 {
772         struct rcu_state *rsp;
773         struct rcu_data *rdp;
774         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
775
776         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_eqs_enter_common() invoked with irqs enabled!!!");
777         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
778         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
779             !user && !is_idle_task(current)) {
780                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
781                         idle_task(smp_processor_id());
782
783                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
784                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
785                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
786                           current->pid, current->comm,
787                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
788         }
789         for_each_rcu_flavor(rsp) {
790                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
791                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
792         }
793         rcu_prepare_for_idle();
794         __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
795         rdtp->dynticks_nesting = 0; /* Breaks tracing momentarily. */
796         rcu_dynticks_eqs_enter(); /* After this, tracing works again. */
797         __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
798         rcu_dynticks_task_enter();
799
800         /*
801          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
802          * in an RCU read-side critical section.
803          */
804         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
805                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
806         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
807                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
808         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
809                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
810 }
811
812 /*
813  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
814  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
815  */
816 static void rcu_eqs_enter(bool user)
817 {
818         struct rcu_dynticks *rdtp;
819
820         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
821         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
822                      (rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
823         if ((rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
824                 rcu_eqs_enter_common(user);
825         else
826                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
827 }
828
829 /**
830  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
831  *
832  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
833  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
834  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
835  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
836  *
837  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
838  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
839  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
840  */
841 void rcu_idle_enter(void)
842 {
843         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_idle_enter() invoked with irqs enabled!!!");
844         rcu_eqs_enter(false);
845 }
846
847 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
848 /**
849  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
850  *
851  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
852  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
853  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
854  * when the CPU runs in userspace.
855  */
856 void rcu_user_enter(void)
857 {
858         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_user_enter() invoked with irqs enabled!!!");
859         rcu_eqs_enter(true);
860 }
861 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
862
863 /**
864  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
865  *
866  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
867  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
868  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
869  *
870  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
871  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
872  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
873  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
874  *
875  * Use things like work queues to work around this limitation.
876  *
877  * You have been warned.
878  */
879 void rcu_irq_exit(void)
880 {
881         struct rcu_dynticks *rdtp;
882
883         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
884         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
885         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
886                      rdtp->dynticks_nesting < 1);
887         if (rdtp->dynticks_nesting <= 1) {
888                 rcu_eqs_enter_common(true);
889         } else {
890                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nesting - 1);
891                 rdtp->dynticks_nesting--;
892         }
893 }
894
895 /*
896  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
897  */
898 void rcu_irq_exit_irqson(void)
899 {
900         unsigned long flags;
901
902         local_irq_save(flags);
903         rcu_irq_exit();
904         local_irq_restore(flags);
905 }
906
907 /*
908  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
909  *
910  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
911  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
912  * The caller must have disabled interrupts.
913  */
914 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
915 {
916         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
917
918         rcu_dynticks_task_exit();
919         rcu_dynticks_eqs_exit();
920         rcu_cleanup_after_idle();
921         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
922         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
923             !user && !is_idle_task(current)) {
924                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
925                         idle_task(smp_processor_id());
926
927                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
928                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
929                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
930                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
931                           current->pid, current->comm,
932                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
933         }
934 }
935
936 /*
937  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
938  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
939  */
940 static void rcu_eqs_exit(bool user)
941 {
942         struct rcu_dynticks *rdtp;
943         long long oldval;
944
945         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_eqs_exit() invoked with irqs enabled!!!");
946         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
947         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
948         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
949         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
950                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
951         } else {
952                 __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
953                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
954                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
955                 __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
956         }
957 }
958
959 /**
960  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
961  *
962  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
963  * read-side critical sections can occur.
964  *
965  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
966  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
967  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
968  * now starting.
969  */
970 void rcu_idle_exit(void)
971 {
972         unsigned long flags;
973
974         local_irq_save(flags);
975         rcu_eqs_exit(false);
976         local_irq_restore(flags);
977 }
978
979 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
980 /**
981  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
982  *
983  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
984  * run a RCU read side critical section anytime.
985  */
986 void rcu_user_exit(void)
987 {
988         rcu_eqs_exit(1);
989 }
990 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
991
992 /**
993  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
994  *
995  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
996  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
997  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
998  *
999  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1000  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
1001  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
1002  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
1003  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
1004  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
1005  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
1006  *
1007  * Use things like work queues to work around this limitation.
1008  *
1009  * You have been warned.
1010  */
1011 void rcu_irq_enter(void)
1012 {
1013         struct rcu_dynticks *rdtp;
1014         long long oldval;
1015
1016         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
1017         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1018         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
1019         rdtp->dynticks_nesting++;
1020         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
1021                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
1022         if (oldval)
1023                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
1024         else
1025                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1030  */
1031 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1032 {
1033         unsigned long flags;
1034
1035         local_irq_save(flags);
1036         rcu_irq_enter();
1037         local_irq_restore(flags);
1038 }
1039
1040 /**
1041  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1042  *
1043  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1044  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1045  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1046  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1047  * run out of stack space first.)
1048  */
1049 void rcu_nmi_enter(void)
1050 {
1051         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1052         int incby = 2;
1053
1054         /* Complain about underflow. */
1055         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1056
1057         /*
1058          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1059          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1060          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1061          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1062          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1063          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1064          */
1065         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1066                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1067                 incby = 1;
1068         }
1069         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1070         barrier();
1071 }
1072
1073 /**
1074  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1075  *
1076  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1077  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1078  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1079  * being RCU-idle.
1080  */
1081 void rcu_nmi_exit(void)
1082 {
1083         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1084
1085         /*
1086          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1087          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1088          * to us!)
1089          */
1090         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1091         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
1092
1093         /*
1094          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1095          * leave it in non-RCU-idle state.
1096          */
1097         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1098                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1099                 return;
1100         }
1101
1102         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1103         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1104         rcu_dynticks_eqs_enter();
1105 }
1106
1107 /**
1108  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1109  *
1110  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1111  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1112  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1113  * or NMI handler, return true.
1114  */
1115 bool notrace rcu_is_watching(void)
1116 {
1117         bool ret;
1118
1119         preempt_disable_notrace();
1120         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1121         preempt_enable_notrace();
1122         return ret;
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1125
1126 /*
1127  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1128  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1129  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1130  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1131  * time around this task will generate another request.
1132  */
1133 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1134 {
1135         int cpu;
1136
1137         barrier();
1138         cpu = task_cpu(t);
1139         if (!task_curr(t))
1140                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1141         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1142 }
1143
1144 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1145
1146 /*
1147  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1148  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1149  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1150  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1151  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1152  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1153  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1154  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1155  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1156  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1157  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1158  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1159  * of the CPU.
1160  *
1161  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1162  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1163  *
1164  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1165  * errors from NMI handlers anyway.
1166  */
1167 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1168 {
1169         struct rcu_data *rdp;
1170         struct rcu_node *rnp;
1171         bool ret;
1172
1173         if (in_nmi())
1174                 return true;
1175         preempt_disable();
1176         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1177         rnp = rdp->mynode;
1178         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1179               !rcu_scheduler_fully_active;
1180         preempt_enable();
1181         return ret;
1182 }
1183 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1184
1185 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1186
1187 /**
1188  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1189  *
1190  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1191  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1192  * disabled preemption.
1193  */
1194 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1195 {
1196         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1201  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1202  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1203  */
1204 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1205 {
1206         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1207         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1208                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1209                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1210                                  rdp->mynode->gpnum))
1211                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1212                 return 1;
1213         }
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1219  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1220  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1221  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1222  */
1223 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1224 {
1225         unsigned long jtsq;
1226         bool *rnhqp;
1227         bool *ruqp;
1228         unsigned long rjtsc;
1229         struct rcu_node *rnp;
1230
1231         /*
1232          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1233          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1234          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1235          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1236          * read-side critical section that started before the beginning
1237          * of the current RCU grace period.
1238          */
1239         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1240                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1241                 rdp->dynticks_fqs++;
1242                 return 1;
1243         }
1244
1245         /* Compute and saturate jiffies_till_sched_qs. */
1246         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1247         rjtsc = rcu_jiffies_till_stall_check();
1248         if (jtsq > rjtsc / 2) {
1249                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, rjtsc);
1250                 jtsq = rjtsc / 2;
1251         } else if (jtsq < 1) {
1252                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, 1);
1253                 jtsq = 1;
1254         }
1255
1256         /*
1257          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1258          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1259          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1260          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1261          */
1262         rnp = rdp->mynode;
1263         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1264         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1265             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1266             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1267                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1268                 return 1;
1269         } else {
1270                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1271                 smp_store_release(ruqp, true);
1272         }
1273
1274         /* Check for the CPU being offline. */
1275         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1276                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1277                 rdp->offline_fqs++;
1278                 return 1;
1279         }
1280
1281         /*
1282          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1283          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1284          * even context-switching back and forth between a pair of
1285          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1286          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1287          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1288          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1289          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1290          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1291          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1292          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1293          * there are at most four threads involved, and because the
1294          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1295          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1296          * quite low.
1297          *
1298          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1299          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1300          * warning delay.
1301          */
1302         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1303         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1304             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1305              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1306                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1307                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1308                 smp_store_release(ruqp, true);
1309                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1310         }
1311
1312         /*
1313          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do
1314          * a resched_cpu() to try to loosen things up a bit.
1315          */
1316         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2)
1317                 resched_cpu(rdp->cpu);
1318
1319         return 0;
1320 }
1321
1322 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1323 {
1324         unsigned long j = jiffies;
1325         unsigned long j1;
1326
1327         rsp->gp_start = j;
1328         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1329         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1330         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1331         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1332         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1337  */
1338 static const char *gp_state_getname(short gs)
1339 {
1340         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1341                 return "???";
1342         return gp_state_names[gs];
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1347  */
1348 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1349 {
1350         unsigned long gpa;
1351         unsigned long j;
1352
1353         j = jiffies;
1354         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1355         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1356                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1357                        rsp->name, j - gpa,
1358                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1359                        rsp->gp_flags,
1360                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1361                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1362                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1363                 if (rsp->gp_kthread) {
1364                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1365                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1366                 }
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1372  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1373  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1374  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1375  */
1376 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1377 {
1378         int cpu;
1379         unsigned long flags;
1380         struct rcu_node *rnp;
1381
1382         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1383                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1384                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1385                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1386                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1387                                         dump_cpu_task(cpu);
1388                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1389         }
1390 }
1391
1392 /*
1393  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1394  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1395  */
1396 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1397 {
1398         unsigned long j;
1399
1400         if (!rcu_kick_kthreads)
1401                 return;
1402         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1403         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1404             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1405                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1406                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1407                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1408                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1409         }
1410 }
1411
1412 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1413 {
1414         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1415                 panic("RCU Stall\n");
1416 }
1417
1418 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1419 {
1420         int cpu;
1421         long delta;
1422         unsigned long flags;
1423         unsigned long gpa;
1424         unsigned long j;
1425         int ndetected = 0;
1426         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1427         long totqlen = 0;
1428
1429         /* Kick and suppress, if so configured. */
1430         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1431         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1432                 return;
1433
1434         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1435
1436         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1437         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1438         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1439                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1440                 return;
1441         }
1442         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1443                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1444         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1445
1446         /*
1447          * OK, time to rat on our buddy...
1448          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1449          * RCU CPU stall warnings.
1450          */
1451         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1452                rsp->name);
1453         print_cpu_stall_info_begin();
1454         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1455                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1456                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1457                 if (rnp->qsmask != 0) {
1458                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1459                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1460                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1461                                         ndetected++;
1462                                 }
1463                 }
1464                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1465         }
1466
1467         print_cpu_stall_info_end();
1468         for_each_possible_cpu(cpu)
1469                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1470                                                             cpu)->cblist);
1471         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1472                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1473                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1474         if (ndetected) {
1475                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1476
1477                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1478                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1479         } else {
1480                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1481                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1482                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1483                 } else {
1484                         j = jiffies;
1485                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1486                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1487                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1488                                jiffies_till_next_fqs,
1489                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1490                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1491                         sched_show_task(current);
1492                 }
1493         }
1494
1495         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1496
1497         panic_on_rcu_stall();
1498
1499         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1500 }
1501
1502 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1503 {
1504         int cpu;
1505         unsigned long flags;
1506         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1507         long totqlen = 0;
1508
1509         /* Kick and suppress, if so configured. */
1510         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1511         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1512                 return;
1513
1514         /*
1515          * OK, time to rat on ourselves...
1516          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1517          * RCU CPU stall warnings.
1518          */
1519         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1520         print_cpu_stall_info_begin();
1521         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1522         print_cpu_stall_info_end();
1523         for_each_possible_cpu(cpu)
1524                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1525                                                             cpu)->cblist);
1526         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1527                 jiffies - rsp->gp_start,
1528                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1529
1530         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1531
1532         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1533
1534         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1535         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1536                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1537                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1538         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1539
1540         panic_on_rcu_stall();
1541
1542         /*
1543          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1544          *
1545          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1546          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1547          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1548          */
1549         resched_cpu(smp_processor_id());
1550 }
1551
1552 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1553 {
1554         unsigned long completed;
1555         unsigned long gpnum;
1556         unsigned long gps;
1557         unsigned long j;
1558         unsigned long js;
1559         struct rcu_node *rnp;
1560
1561         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1562             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1563                 return;
1564         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1565         j = jiffies;
1566
1567         /*
1568          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1569          *
1570          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1571          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1572          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1573          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1574          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1575          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1576          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1577          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1578          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1579          * from rsp->gpnum.
1580          *
1581          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1582          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1583          */
1584         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1585         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1586         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1587         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1588         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1589         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1590         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1591         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1592             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1593             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1594                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1595         rnp = rdp->mynode;
1596         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1597             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1598
1599                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1600                 print_cpu_stall(rsp);
1601
1602         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1603                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1604
1605                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1606                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1607         }
1608 }
1609
1610 /**
1611  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1612  *
1613  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1614  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1615  * RCU grace periods.
1616  *
1617  * The caller must disable hard irqs.
1618  */
1619 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1620 {
1621         struct rcu_state *rsp;
1622
1623         for_each_rcu_flavor(rsp)
1624                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1629  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1630  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1631  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1632  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1633  *
1634  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1635  */
1636 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1637                                        struct rcu_node *rnp)
1638 {
1639         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1640
1641         /*
1642          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1643          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1644          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1645          * period might have started, but just not yet gotten around
1646          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1647          */
1648         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1649                 return rnp->completed + 1;
1650
1651         /*
1652          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1653          * then the subsequent full grace period.
1654          */
1655         return rnp->completed + 2;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1660  * rcu_nocb_wait_gp().
1661  */
1662 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1663                                 unsigned long c, const char *s)
1664 {
1665         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1666                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1667                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1672  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1673  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1674  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1675  *
1676  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1677  */
1678 static bool __maybe_unused
1679 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1680                     unsigned long *c_out)
1681 {
1682         unsigned long c;
1683         bool ret = false;
1684         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1685
1686         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1687
1688         /*
1689          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1690          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1691          */
1692         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1693         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1694         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1695                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1696                 goto out;
1697         }
1698
1699         /*
1700          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1701          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1702          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1703          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1704          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1705          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1706          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1707          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1708          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1709          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1710          * doing some extra useless work.
1711          */
1712         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1713             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1714                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1715                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1716                 goto out;
1717         }
1718
1719         /*
1720          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1721          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1722          * start one (if needed).
1723          */
1724         if (rnp != rnp_root)
1725                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1726
1727         /*
1728          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1729          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1730          * earlier.  Adjust callbacks as needed.
1731          */
1732         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1733         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1734                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1735
1736         /*
1737          * If the needed for the required grace period is already
1738          * recorded, trace and leave.
1739          */
1740         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1741                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1742                 goto unlock_out;
1743         }
1744
1745         /* Record the need for the future grace period. */
1746         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1747
1748         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1749         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1750                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1751         } else {
1752                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1753                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1754         }
1755 unlock_out:
1756         if (rnp != rnp_root)
1757                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1758 out:
1759         if (c_out != NULL)
1760                 *c_out = c;
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1766  * whether any additional grace periods have been requested.
1767  */
1768 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1769 {
1770         int c = rnp->completed;
1771         int needmore;
1772         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1773
1774         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1775         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1776         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1777                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1778         return needmore;
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1783  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1784  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1785  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1786  * a kthread that has not yet been created.
1787  */
1788 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1789 {
1790         if (current == rsp->gp_kthread ||
1791             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1792             !rsp->gp_kthread)
1793                 return;
1794         swake_up(&rsp->gp_wq);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1799  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1800  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1801  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1802  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1803  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1804  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1805  * awaken the RCU grace-period kthread.
1806  *
1807  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1808  */
1809 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1810                                struct rcu_data *rdp)
1811 {
1812         bool ret = false;
1813
1814         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1815
1816         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1817         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1818                 return false;
1819
1820         /*
1821          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1822          * information.  Something about the fact that getting exact
1823          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1824          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1825          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1826          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1827          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1828          * number.
1829          */
1830         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, rcu_cbs_completed(rsp, rnp)))
1831                 ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1832
1833         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1834         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1835                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1836         else
1837                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1838         return ret;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1843  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1844  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1845  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1846  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1847  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1848  *
1849  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1850  */
1851 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1852                             struct rcu_data *rdp)
1853 {
1854         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1855
1856         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1857         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1858                 return false;
1859
1860         /*
1861          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1862          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1863          */
1864         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1865
1866         /* Classify any remaining callbacks. */
1867         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1872  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1873  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1874  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1875  */
1876 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1877                               struct rcu_data *rdp)
1878 {
1879         bool ret;
1880         bool need_gp;
1881
1882         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1883
1884         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1885         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1886             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1887
1888                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1889                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1890
1891         } else {
1892
1893                 /* Advance callbacks. */
1894                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1895
1896                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1897                 rdp->completed = rnp->completed;
1898                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1899         }
1900
1901         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1902                 /*
1903                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1904                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1905                  * go looking for one.
1906                  */
1907                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1908                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1909                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1910                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1911                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1912                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1913                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1914                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1915         }
1916         return ret;
1917 }
1918
1919 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1920 {
1921         unsigned long flags;
1922         bool needwake;
1923         struct rcu_node *rnp;
1924
1925         local_irq_save(flags);
1926         rnp = rdp->mynode;
1927         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1928              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1929              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1930             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1931                 local_irq_restore(flags);
1932                 return;
1933         }
1934         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1935         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1936         if (needwake)
1937                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1938 }
1939
1940 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1941 {
1942         if (delay > 0 &&
1943             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1944                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1949  */
1950 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1951 {
1952         unsigned long oldmask;
1953         struct rcu_data *rdp;
1954         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1955
1956         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1957         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1958         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1959                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1960                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1961                 return false;
1962         }
1963         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1964
1965         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1966                 /*
1967                  * Grace period already in progress, don't start another.
1968                  * Not supposed to be able to happen.
1969                  */
1970                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1971                 return false;
1972         }
1973
1974         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1975         record_gp_stall_check_time(rsp);
1976         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1977         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1978         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1979         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1980
1981         /*
1982          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1983          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1984          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1985          * will handle subsequent offline CPUs.
1986          */
1987         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1988                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1989                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1990                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1991                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1992                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1993                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1994                         continue;
1995                 }
1996
1997                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1998                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1999                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2000
2001                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2002                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2003                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2004                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2005                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2006                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2007                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2008                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2009                 }
2010
2011                 /*
2012                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2013                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2014                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2015                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2016                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2017                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2018                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2019                  */
2020                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2021                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2022                      rnp->qsmaskinit)) {
2023                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2024                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2025                 }
2026
2027                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2028         }
2029
2030         /*
2031          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2032          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2033          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2034          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2035          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2036          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2037          * leaf node has been initialized.
2038          *
2039          * The grace period cannot complete until the initialization
2040          * process finishes, because this kthread handles both.
2041          */
2042         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2043                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2044                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2045                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2046                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2047                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2048                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2049                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2050                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2051                 if (rnp == rdp->mynode)
2052                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2053                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2054                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2055                                             rnp->level, rnp->grplo,
2056                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2057                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2058                 cond_resched_rcu_qs();
2059                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2060         }
2061
2062         return true;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
2067  * time.
2068  */
2069 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2070 {
2071         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2072
2073         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2074         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2075         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2076                 return true;
2077
2078         /* The current grace period has completed. */
2079         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2080                 return true;
2081
2082         return false;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Do one round of quiescent-state forcing.
2087  */
2088 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2089 {
2090         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2091
2092         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2093         rsp->n_force_qs++;
2094         if (first_time) {
2095                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2096                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2097         } else {
2098                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2099                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2100         }
2101         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2102         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2103                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2104                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2105                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2106                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2107         }
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Clean up after the old grace period.
2112  */
2113 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2114 {
2115         unsigned long gp_duration;
2116         bool needgp = false;
2117         int nocb = 0;
2118         struct rcu_data *rdp;
2119         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2120         struct swait_queue_head *sq;
2121
2122         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2123         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2124         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2125         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2126                 rsp->gp_max = gp_duration;
2127
2128         /*
2129          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2130          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2131          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2132          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2133          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2134          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2135          */
2136         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2137
2138         /*
2139          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2140          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2141          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2142          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2143          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2144          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2145          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2146          */
2147         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2148                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2149                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2150                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2151                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2152                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2153                 if (rnp == rdp->mynode)
2154                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2155                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2156                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2157                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2158                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2159                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2160                 cond_resched_rcu_qs();
2161                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2162                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2163         }
2164         rnp = rcu_get_root(rsp);
2165         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2166         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2167
2168         /* Declare grace period done. */
2169         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2170         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2171         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2172         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2173         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2174         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2175         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2176                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2177                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2178                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2179                                        TPS("newreq"));
2180         }
2181         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Body of kthread that handles grace periods.
2186  */
2187 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2188 {
2189         bool first_gp_fqs;
2190         int gf;
2191         unsigned long j;
2192         int ret;
2193         struct rcu_state *rsp = arg;
2194         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2195
2196         rcu_bind_gp_kthread();
2197         for (;;) {
2198
2199                 /* Handle grace-period start. */
2200                 for (;;) {
2201                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2202                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2203                                                TPS("reqwait"));
2204                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2205                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2206                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2207                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2208                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2209                         if (rcu_gp_init(rsp))
2210                                 break;
2211                         cond_resched_rcu_qs();
2212                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2213                         WARN_ON(signal_pending(current));
2214                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2215                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2216                                                TPS("reqwaitsig"));
2217                 }
2218
2219                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2220                 first_gp_fqs = true;
2221                 j = jiffies_till_first_fqs;
2222                 if (j > HZ) {
2223                         j = HZ;
2224                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2225                 }
2226                 ret = 0;
2227                 for (;;) {
2228                         if (!ret) {
2229                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2230                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2231                                            jiffies + 3 * j);
2232                         }
2233                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2234                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2235                                                TPS("fqswait"));
2236                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2237                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2238                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2239                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2240                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2241                         /* If grace period done, leave loop. */
2242                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2243                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2244                                 break;
2245                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2246                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2247                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2248                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2249                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2250                                                        TPS("fqsstart"));
2251                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2252                                 first_gp_fqs = false;
2253                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2254                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2255                                                        TPS("fqsend"));
2256                                 cond_resched_rcu_qs();
2257                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2258                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2259                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2260                                 if (j > HZ) {
2261                                         j = HZ;
2262                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2263                                 } else if (j < 1) {
2264                                         j = 1;
2265                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2266                                 }
2267                         } else {
2268                                 /* Deal with stray signal. */
2269                                 cond_resched_rcu_qs();
2270                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2271                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2272                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2273                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2274                                                        TPS("fqswaitsig"));
2275                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2276                                 j = jiffies;
2277                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2278                                         j = 1;
2279                                 else
2280                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2281                         }
2282                 }
2283
2284                 /* Handle grace-period end. */
2285                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2286                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2287                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2288         }
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2293  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2294  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2295  *
2296  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2297  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2298  * quiescent state.
2299  *
2300  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2301  */
2302 static bool
2303 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2304                       struct rcu_data *rdp)
2305 {
2306         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2307         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2308                 /*
2309                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2310                  * task, this CPU does not need another grace period,
2311                  * or a grace period is already in progress.
2312                  * Either way, don't start a new grace period.
2313                  */
2314                 return false;
2315         }
2316         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2317         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2318                                TPS("newreq"));
2319
2320         /*
2321          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2322          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2323          * the wakeup to our caller.
2324          */
2325         return true;
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2330  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2331  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2332  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2333  * that is encountered beforehand.
2334  *
2335  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2336  */
2337 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2338 {
2339         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2340         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2341         bool ret = false;
2342
2343         /*
2344          * If there is no grace period in progress right now, any
2345          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2346          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2347          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2348          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2349          * then start the grace period!
2350          */
2351         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2352         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2353         return ret;
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2358  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2359  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2360  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2361  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2362  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2363  * which is released before return.
2364  */
2365 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2366         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2367 {
2368         lockdep_assert_held(&rcu_get_root(rsp)->lock);
2369         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2370         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2371         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2372         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2377  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2378  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2379  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2380  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2381  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2382  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2383  * must be held upon entry, and it is released before return.
2384  */
2385 static void
2386 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2387                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2388         __releases(rnp->lock)
2389 {
2390         unsigned long oldmask = 0;
2391         struct rcu_node *rnp_c;
2392
2393         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2394
2395         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2396         for (;;) {
2397                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2398
2399                         /*
2400                          * Our bit has already been cleared, or the
2401                          * relevant grace period is already over, so done.
2402                          */
2403                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2404                         return;
2405                 }
2406                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2407                 WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1 &&
2408                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2409                 rnp->qsmask &= ~mask;
2410                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2411                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2412                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2413                                                  !!rnp->gp_tasks);
2414                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2415
2416                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2417                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2418                         return;
2419                 }
2420                 mask = rnp->grpmask;
2421                 if (rnp->parent == NULL) {
2422
2423                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2424
2425                         break;
2426                 }
2427                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2428                 rnp_c = rnp;
2429                 rnp = rnp->parent;
2430                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2431                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2432         }
2433
2434         /*
2435          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2436          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2437          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2438          */
2439         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2444  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2445  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2446  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2447  * disabled.
2448  */
2449 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2450                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2451         __releases(rnp->lock)
2452 {
2453         unsigned long gps;
2454         unsigned long mask;
2455         struct rcu_node *rnp_p;
2456
2457         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2458         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2459             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2460                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2461                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2462         }
2463
2464         rnp_p = rnp->parent;
2465         if (rnp_p == NULL) {
2466                 /*
2467                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2468                  * try to report up to its nonexistent parent!
2469                  */
2470                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2471                 return;
2472         }
2473
2474         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2475         gps = rnp->gpnum;
2476         mask = rnp->grpmask;
2477         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2478         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2479         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2484  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2485  */
2486 static void
2487 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2488 {
2489         unsigned long flags;
2490         unsigned long mask;
2491         bool needwake;
2492         struct rcu_node *rnp;
2493
2494         rnp = rdp->mynode;
2495         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2496         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2497             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2498
2499                 /*
2500                  * The grace period in which this quiescent state was
2501                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2502                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2503                  * within the current grace period.
2504                  */
2505                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2506                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2507                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2508                 return;
2509         }
2510         mask = rdp->grpmask;
2511         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2512                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2513         } else {
2514                 rdp->core_needs_qs = false;
2515
2516                 /*
2517                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2518                  * callbacks can be processed during the next GP.
2519                  */
2520                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2521
2522                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2523                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2524                 if (needwake)
2525                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2526         }
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2531  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2532  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2533  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2534  */
2535 static void
2536 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2537 {
2538         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2539         note_gp_changes(rsp, rdp);
2540
2541         /*
2542          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2543          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2544          */
2545         if (!rdp->core_needs_qs)
2546                 return;
2547
2548         /*
2549          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2550          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2551          */
2552         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2553                 return;
2554
2555         /*
2556          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2557          * judge of that).
2558          */
2559         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2564  */
2565 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2566 {
2567         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2568         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2569         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2570
2571         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2572                 return;
2573
2574         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2575         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2576                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2577                                TPS("cpuofl"));
2578 }
2579
2580 /*
2581  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2582  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2583  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2584  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2585  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2586  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2587  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2588  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2589  * updated
2590  *
2591  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2592  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2593  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2594  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2595  * invoke it again.
2596  */
2597 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2598 {
2599         long mask;
2600         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2601
2602         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2603         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2604             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2605                 return;
2606         for (;;) {
2607                 mask = rnp->grpmask;
2608                 rnp = rnp->parent;
2609                 if (!rnp)
2610                         break;
2611                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2612                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2613                 rnp->qsmask &= ~mask;
2614                 if (rnp->qsmaskinit) {
2615                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2616                         /* irqs remain disabled. */
2617                         return;
2618                 }
2619                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2620         }
2621 }
2622
2623 /*
2624  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2625  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2626  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2627  * explicit locking.
2628  */
2629 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2630 {
2631         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2632         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2633
2634         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2635                 return;
2636
2637         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2638         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2643  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2644  */
2645 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2646 {
2647         unsigned long flags;
2648         struct rcu_head *rhp;
2649         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2650         long bl, count;
2651
2652         /* If no callbacks are ready, just return. */
2653         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2654                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2655                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2656                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2657                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2658                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2659                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2660                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2661                 return;
2662         }
2663
2664         /*
2665          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2666          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2667          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2668          */
2669         local_irq_save(flags);
2670         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2671         bl = rdp->blimit;
2672         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2673                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2674         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2675         local_irq_restore(flags);
2676
2677         /* Invoke callbacks. */
2678         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2679         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2680                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2681                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2682                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2683                 /*
2684                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2685                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2686                  */
2687                 if (-rcl.len >= bl &&
2688                     (need_resched() ||
2689                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2690                         break;
2691         }
2692
2693         local_irq_save(flags);
2694         count = -rcl.len;
2695         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2696                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2697
2698         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2699         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2700         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2701         rdp->n_cbs_invoked += count;
2702         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2703
2704         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2705         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2706         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2707                 rdp->blimit = blimit;
2708
2709         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2710         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2711                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2712                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2713         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2714                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2715         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2716
2717         local_irq_restore(flags);
2718
2719         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2720         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2721                 invoke_rcu_core();
2722 }
2723
2724 /*
2725  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2726  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2727  * Also schedule RCU core processing.
2728  *
2729  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2730  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2731  */
2732 void rcu_check_callbacks(int user)
2733 {
2734         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2735         increment_cpu_stall_ticks();
2736         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2737
2738                 /*
2739                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2740                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2741                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2742                  * a quiescent state, so note it.
2743                  *
2744                  * No memory barrier is required here because both
2745                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2746                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2747                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2748                  */
2749
2750                 rcu_sched_qs();
2751                 rcu_bh_qs();
2752
2753         } else if (!in_softirq()) {
2754
2755                 /*
2756                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2757                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2758                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2759                  * critical section, so note it.
2760                  */
2761
2762                 rcu_bh_qs();
2763         }
2764         rcu_preempt_check_callbacks();
2765         if (rcu_pending())
2766                 invoke_rcu_core();
2767         if (user)
2768                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2769         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2774  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2775  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2776  *
2777  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2778  */
2779 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2780 {
2781         int cpu;
2782         unsigned long flags;
2783         unsigned long mask;
2784         struct rcu_node *rnp;
2785
2786         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2787                 cond_resched_rcu_qs();
2788                 mask = 0;
2789                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2790                 if (rnp->qsmask == 0) {
2791                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2792                             rsp != rcu_state_p ||
2793                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2794                                 /*
2795                                  * No point in scanning bits because they
2796                                  * are all zero.  But we might need to
2797                                  * priority-boost blocked readers.
2798                                  */
2799                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2800                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2801                                 continue;
2802                         }
2803                         if (rnp->parent &&
2804                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2805                                 /*
2806                                  * Race between grace-period
2807                                  * initialization and task exiting RCU
2808                                  * read-side critical section: Report.
2809                                  */
2810                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2811                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2812                                 continue;
2813                         }
2814                 }
2815                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2816                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2817                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2818                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2819                                         mask |= bit;
2820                         }
2821                 }
2822                 if (mask != 0) {
2823                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2824                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2825                 } else {
2826                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2827                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2828                 }
2829         }
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2834  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2835  */
2836 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2837 {
2838         unsigned long flags;
2839         bool ret;
2840         struct rcu_node *rnp;
2841         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2842
2843         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2844         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2845         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2846                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2847                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2848                 if (rnp_old != NULL)
2849                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2850                 if (ret) {
2851                         rsp->n_force_qs_lh++;
2852                         return;
2853                 }
2854                 rnp_old = rnp;
2855         }
2856         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2857
2858         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2859         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2860         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2861         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2862                 rsp->n_force_qs_lh++;
2863                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2864                 return;  /* Someone beat us to it. */
2865         }
2866         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2867         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2868         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2869 }
2870
2871 /*
2872  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2873  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2874  * whom the rdp belongs.
2875  */
2876 static void
2877 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2878 {
2879         unsigned long flags;
2880         bool needwake;
2881         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2882
2883         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2884
2885         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2886         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2887
2888         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2889         local_irq_save(flags);
2890         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2891                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2892                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2893                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2894                 if (needwake)
2895                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2896         } else {
2897                 local_irq_restore(flags);
2898         }
2899
2900         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2901         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2902                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2903
2904         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2905         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Do RCU core processing for the current CPU.
2910  */
2911 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2912 {
2913         struct rcu_state *rsp;
2914
2915         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2916                 return;
2917         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2918         for_each_rcu_flavor(rsp)
2919                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2920         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2925  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2926  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2927  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2928  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2929  */
2930 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2931 {
2932         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2933                 return;
2934         if (likely(!rsp->boost)) {
2935                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2936                 return;
2937         }
2938         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2939 }
2940
2941 static void invoke_rcu_core(void)
2942 {
2943         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2944                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2945 }
2946
2947 /*
2948  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2949  */
2950 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2951                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2952 {
2953         bool needwake;
2954
2955         /*
2956          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2957          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2958          */
2959         if (!rcu_is_watching())
2960                 invoke_rcu_core();
2961
2962         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2963         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2964                 return;
2965
2966         /*
2967          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2968          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2969          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2970          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2971          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2972          */
2973         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2974                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2975
2976                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2977                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2978
2979                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2980                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2981                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2982
2983                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
2984                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2985                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2986                         if (needwake)
2987                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2988                 } else {
2989                         /* Give the grace period a kick. */
2990                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2991                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2992                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2993                                 force_quiescent_state(rsp);
2994                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2995                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2996                 }
2997         }
2998 }
2999
3000 /*
3001  * RCU callback function to leak a callback.
3002  */
3003 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3004 {
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3009  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3010  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3011  * is expected to specify a CPU.
3012  */
3013 static void
3014 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3015            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3016 {
3017         unsigned long flags;
3018         struct rcu_data *rdp;
3019
3020         /* Misaligned rcu_head! */
3021         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3022
3023         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3024                 /*
3025                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3026                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3027                  * time callback was passed to __call_rcu().
3028                  */
3029                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
3030                           head, head->func);
3031                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3032                 return;
3033         }
3034         head->func = func;
3035         head->next = NULL;
3036         local_irq_save(flags);
3037         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3038
3039         /* Add the callback to our list. */
3040         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
3041                 int offline;
3042
3043                 if (cpu != -1)
3044                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3045                 if (likely(rdp->mynode)) {
3046                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3047                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3048                         WARN_ON_ONCE(offline);
3049                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3050                         local_irq_restore(flags);
3051                         return;
3052                 }
3053                 /*
3054                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3055                  * and then drop through to queue the callback.
3056                  */
3057                 BUG_ON(cpu != -1);
3058                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3059                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3060                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3061         }
3062         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
3063         if (!lazy)
3064                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3065
3066         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3067                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3068                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3069                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3070         else
3071                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3072                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3073                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3074
3075         /* Go handle any RCU core processing required. */
3076         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3077         local_irq_restore(flags);
3078 }
3079
3080 /**
3081  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
3082  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3083  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3084  *
3085  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3086  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3087  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
3088  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
3089  * or on voluntary preemption.
3090  * RCU read-side critical sections are delimited by :
3091  *  - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3092  *  - anything that disables preemption.
3093  *
3094  *  These may be nested.
3095  *
3096  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3097  * memory ordering guarantees.
3098  */
3099 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3100 {
3101         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3102 }
3103 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3104
3105 /**
3106  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3107  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3108  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3109  *
3110  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3111  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3112  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3113  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3114  * handler. This means that read-side critical sections in process
3115  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3116  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3117  * RCU read-side critical sections are delimited by :
3118  *  - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context.
3119  *  OR
3120  *  - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3121  *  These may be nested.
3122  *
3123  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3124  * memory ordering guarantees.
3125  */
3126 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3127 {
3128         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3129 }
3130 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3131
3132 /*
3133  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3134  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3135  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3136  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3137  * function may only be called from __kfree_rcu().
3138  */
3139 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3140                     rcu_callback_t func)
3141 {
3142         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3143 }
3144 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3145
3146 /*
3147  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3148  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3149  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3150  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3151  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3152  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3153  * some overhead: RCU still operates correctly.
3154  */
3155 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3156 {
3157         int ret;
3158
3159         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3160         preempt_disable();
3161         ret = num_online_cpus() <= 1;
3162         preempt_enable();
3163         return ret;
3164 }
3165
3166 /**
3167  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3168  *
3169  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3170  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3171  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3172  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3173  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3174  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3175  * rcu_read_lock_sched().
3176  *
3177  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3178  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3179  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3180  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3181  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3182  *
3183  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3184  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3185  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3186  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3187  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3188  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3189  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3190  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3191  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3192  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3193  * that are executing in the kernel.
3194  *
3195  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3196  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3197  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3198  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3199  * again only if the system has more than one CPU).
3200  */
3201 void synchronize_sched(void)
3202 {
3203         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3204                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3205                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3206                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3207         if (rcu_blocking_is_gp())
3208                 return;
3209         if (rcu_gp_is_expedited())
3210                 synchronize_sched_expedited();
3211         else
3212                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3215
3216 /**
3217  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3218  *
3219  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3220  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3221  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3222  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3223  * and may be nested.
3224  *
3225  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3226  * on memory ordering guarantees.
3227  */
3228 void synchronize_rcu_bh(void)
3229 {
3230         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3231                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3232                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3233                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3234         if (rcu_blocking_is_gp())
3235                 return;
3236         if (rcu_gp_is_expedited())
3237                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3238         else
3239                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3240 }
3241 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3242
3243 /**
3244  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3245  *
3246  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3247  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3248  * meantime.
3249  */
3250 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3251 {
3252         /*
3253          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3254          * before the load from ->gpnum.
3255          */
3256         smp_mb();  /* ^^^ */
3257
3258         /*
3259          * Make sure this load happens before the purportedly
3260          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3261          * and cond_synchronize_rcu().
3262          */
3263         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3264 }
3265 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3266
3267 /**
3268  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3269  *
3270  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3271  *
3272  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3273  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3274  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3275  *
3276  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3277  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3278  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3279  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3280  */
3281 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3282 {
3283         unsigned long newstate;
3284
3285         /*
3286          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3287          * actions the caller might carry out after we return.
3288          */
3289         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3290         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3291                 synchronize_rcu();
3292 }
3293 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3294
3295 /**
3296  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3297  *
3298  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3299  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3300  * meantime.
3301  */
3302 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3303 {
3304         /*
3305          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3306          * before the load from ->gpnum.
3307          */
3308         smp_mb();  /* ^^^ */
3309
3310         /*
3311          * Make sure this load happens before the purportedly
3312          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3313          * and cond_synchronize_sched().
3314          */
3315         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3316 }
3317 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3318
3319 /**
3320  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3321  *
3322  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3323  *
3324  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3325  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3326  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3327  *
3328  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3329  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3330  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3331  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3332  */
3333 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3334 {
3335         unsigned long newstate;
3336
3337         /*
3338          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3339          * actions the caller might carry out after we return.
3340          */
3341         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3342         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3343                 synchronize_sched();
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3346
3347 /*
3348  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3349  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3350  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3351  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3352  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3353  */
3354 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3355 {
3356         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3357
3358         rdp->n_rcu_pending++;
3359
3360         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3361         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3362
3363         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3364         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3365                 return 0;
3366
3367         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3368         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3369             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3370             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr)) {
3371                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3372         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3373                 rdp->n_rp_report_qs++;
3374                 return 1;
3375         }
3376
3377         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3378         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
3379                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3380                 return 1;
3381         }
3382
3383         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3384         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3385                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3386                 return 1;
3387         }
3388
3389         /* Has another RCU grace period completed?  */
3390         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3391                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3392                 return 1;
3393         }
3394
3395         /* Has a new RCU grace period started? */
3396         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3397             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3398                 rdp->n_rp_gp_started++;
3399                 return 1;
3400         }
3401
3402         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3403         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3404                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3405                 return 1;
3406         }
3407
3408         /* nothing to do */
3409         rdp->n_rp_need_nothing++;
3410         return 0;
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3415  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3416  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3417  */
3418 static int rcu_pending(void)
3419 {
3420         struct rcu_state *rsp;
3421
3422         for_each_rcu_flavor(rsp)
3423                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3424                         return 1;
3425         return 0;
3426 }
3427
3428 /*
3429  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3430  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3431  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3432  */
3433 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3434 {
3435         bool al = true;
3436         bool hc = false;
3437         struct rcu_data *rdp;
3438         struct rcu_state *rsp;
3439
3440         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3441                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3442                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3443                         continue;
3444                 hc = true;
3445                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3446                         al = false;
3447                         break;
3448                 }
3449         }
3450         if (all_lazy)
3451                 *all_lazy = al;
3452         return hc;
3453 }
3454
3455 /*
3456  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3457  * the compiler is expected to optimize this away.
3458  */
3459 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3460                                int cpu, unsigned long done)
3461 {
3462         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3463                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3464 }
3465
3466 /*
3467  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3468  * up the task executing _rcu_barrier().
3469  */
3470 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3471 {
3472         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3473         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3474
3475         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3476                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3477                                    rsp->barrier_sequence);
3478                 complete(&rsp->barrier_completion);
3479         } else {
3480                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3481         }
3482 }
3483
3484 /*
3485  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3486  */
3487 static void rcu_barrier_func(void *type)
3488 {
3489         struct rcu_state *rsp = type;
3490         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3491
3492         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3493         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3494         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3495         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3496                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3497         } else {
3498                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3499                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3500                                    rsp->barrier_sequence);
3501         }
3502 }
3503
3504 /*
3505  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3506  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3507  */
3508 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3509 {
3510         int cpu;
3511         struct rcu_data *rdp;
3512         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3513
3514         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3515
3516         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3517         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3518
3519         /* Did someone else do our work for us? */
3520         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3521                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3522                                    rsp->barrier_sequence);
3523                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3524                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3525                 return;
3526         }
3527
3528         /* Mark the start of the barrier operation. */
3529         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3530         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3531
3532         /*
3533          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3534          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3535          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3536          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3537          */
3538         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3539         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3540         get_online_cpus();
3541
3542         /*
3543          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3544          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3545          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3546          */
3547         for_each_possible_cpu(cpu) {
3548                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3549                         continue;
3550                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3551                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3552                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3553                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3554                                                    rsp->barrier_sequence);
3555                         } else {
3556                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3557                                                    rsp->barrier_sequence);
3558                                 smp_mb__before_atomic();
3559                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3560                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3561                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3562                         }
3563                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3564                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3565                                            rsp->barrier_sequence);
3566                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3567                 } else {
3568                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3569                                            rsp->barrier_sequence);
3570                 }
3571         }
3572         put_online_cpus();
3573
3574         /*
3575          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3576          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3577          */
3578         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3579                 complete(&rsp->barrier_completion);
3580
3581         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3582         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3583
3584         /* Mark the end of the barrier operation. */
3585         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3586         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3587
3588         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3589         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3590 }
3591
3592 /**
3593  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3594  */
3595 void rcu_barrier_bh(void)
3596 {
3597         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3598 }
3599 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3600
3601 /**
3602  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3603  */
3604 void rcu_barrier_sched(void)
3605 {
3606         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3607 }
3608 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3609
3610 /*
3611  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3612  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3613  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3614  * disabled.
3615  */
3616 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3617 {
3618         long mask;
3619         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3620
3621         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
3622         for (;;) {
3623                 mask = rnp->grpmask;
3624                 rnp = rnp->parent;
3625                 if (rnp == NULL)
3626                         return;
3627                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3628                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3629                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3630         }
3631 }
3632
3633 /*
3634  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3635  */
3636 static void __init
3637 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3638 {
3639         unsigned long flags;
3640         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3641         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3642
3643         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3644         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3645         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3646         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3647         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3648         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3649         rdp->cpu = cpu;
3650         rdp->rsp = rsp;
3651         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3652         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3653 }
3654
3655 /*
3656  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3657  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3658  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3659  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3660  */
3661 static void
3662 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3663 {
3664         unsigned long flags;
3665         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3666         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3667
3668         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3669         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3670         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3671         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3672         rdp->blimit = blimit;
3673         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3674             !init_nocb_callback_list(rdp))
3675                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3676         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3677         rcu_dynticks_eqs_online();
3678         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3679
3680         /*
3681          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3682          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3683          * of the next grace period.
3684          */
3685         rnp = rdp->mynode;
3686         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3687         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3688         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3689         rdp->completed = rnp->completed;
3690         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3691         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3692         rdp->core_needs_qs = false;
3693         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3694         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3699  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3700  */
3701 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3702 {
3703         struct rcu_state *rsp;
3704
3705         for_each_rcu_flavor(rsp)
3706                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3707
3708         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3709         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3710
3711         return 0;
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3716  */
3717 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3718 {
3719         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3720
3721         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3726  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3727  */
3728 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3729 {
3730         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3731         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3732         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3733                 srcu_online_cpu(cpu);
3734         return 0;
3735 }
3736
3737 /*
3738  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3739  * with pretty much all services enabled.
3740  */
3741 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3742 {
3743         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3744         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3745                 srcu_offline_cpu(cpu);
3746         return 0;
3747 }
3748
3749 /*
3750  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3751  */
3752 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3753 {
3754         struct rcu_state *rsp;
3755
3756         for_each_rcu_flavor(rsp)
3757                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3758         return 0;
3759 }
3760
3761 /*
3762  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3763  */
3764 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3765 {
3766         struct rcu_state *rsp;
3767
3768         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3769                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3770                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3771         }
3772         return 0;
3773 }
3774
3775 /*
3776  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3777  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3778  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3779  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3780  * will result in lockdep splats.
3781  *
3782  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3783  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3784  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3785  */
3786 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3787 {
3788         unsigned long flags;
3789         unsigned long mask;
3790         int nbits;
3791         unsigned long oldmask;
3792         struct rcu_data *rdp;
3793         struct rcu_node *rnp;
3794         struct rcu_state *rsp;
3795
3796         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3797                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3798                 rnp = rdp->mynode;
3799                 mask = rdp->grpmask;
3800                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3801                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3802                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3803                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3804                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3805                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3806                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3807                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3808                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3809         }
3810         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3811 }
3812
3813 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3814 /*
3815  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3816  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3817  * bit masks.
3818  */
3819 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3820 {
3821         unsigned long flags;
3822         unsigned long mask;
3823         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3824         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3825
3826         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3827         mask = rdp->grpmask;
3828         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3829         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3830         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3831 }
3832
3833 /*
3834  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3835  * the list of CPUs that RCU must track.
3836  *
3837  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3838  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3839  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3840  */
3841 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3842 {
3843         struct rcu_state *rsp;
3844
3845         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3846         preempt_disable();
3847         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3848                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3849         preempt_enable();
3850         for_each_rcu_flavor(rsp)
3851                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3852 }
3853
3854 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3855 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3856 {
3857         unsigned long flags;
3858         struct rcu_data *my_rdp;
3859         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3860         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3861
3862         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3863                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3864
3865         local_irq_save(flags);
3866         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3867         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3868                 local_irq_restore(flags);
3869                 return;
3870         }
3871         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3872         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp); /* Leverage recent GPs. */
3873         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp); /* Assign GP to pending CBs. */
3874         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3875         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3876                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3877         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3878         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3879                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3880                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3881                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3882                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3883 }
3884
3885 /*
3886  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3887  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3888  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3889  */
3890 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3891 {
3892         struct rcu_state *rsp;
3893
3894         for_each_rcu_flavor(rsp)
3895                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3896 }
3897 #endif
3898
3899 /*
3900  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3901  * and hibernation run faster.
3902  */
3903 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3904                          unsigned long action, void *hcpu)
3905 {
3906         switch (action) {
3907         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3908         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3909                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3910                         rcu_expedite_gp();
3911                 break;
3912         case PM_POST_HIBERNATION:
3913         case PM_POST_SUSPEND:
3914                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3915                         rcu_unexpedite_gp();
3916                 break;
3917         default:
3918                 break;
3919         }
3920         return NOTIFY_OK;
3921 }
3922
3923 /*
3924  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3925  */
3926 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3927 {
3928         unsigned long flags;
3929         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3930         struct rcu_node *rnp;
3931         struct rcu_state *rsp;
3932         struct sched_param sp;
3933         struct task_struct *t;
3934
3935         /* Force priority into range. */
3936         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3937                 kthread_prio = 1;
3938         else if (kthread_prio < 0)
3939                 kthread_prio = 0;
3940         else if (kthread_prio > 99)
3941                 kthread_prio = 99;
3942         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3943                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3944                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3945
3946         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3947         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3948                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3949                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3950                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3951                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3952                 rsp->gp_kthread = t;
3953                 if (kthread_prio) {
3954                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3955                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3956                 }
3957                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3958                 wake_up_process(t);
3959         }
3960         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3961         rcu_spawn_boost_kthreads();
3962         return 0;
3963 }
3964 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3965
3966 /*
3967  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3968  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3969  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3970  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3971  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3972  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3973  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3974  * runtime RCU functionality.
3975  */
3976 void rcu_scheduler_starting(void)
3977 {
3978         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3979         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3980         rcu_test_sync_prims();
3981         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3982         rcu_test_sync_prims();
3983 }
3984
3985 /*
3986  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3987  */
3988 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3989 {
3990         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3991         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3992         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3993         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3994
3995         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3996         int cpustride = 1;
3997         int i;
3998         int j;
3999         struct rcu_node *rnp;
4000
4001         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4002
4003         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4004         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4005                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4006
4007         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4008
4009         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4010                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4011         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4012
4013         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4014
4015         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4016                 cpustride *= levelspread[i];
4017                 rnp = rsp->level[i];
4018                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4019                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4020                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4021                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4022                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4023                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4024                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4025                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4026                         rnp->completed = rsp->completed;
4027                         rnp->qsmask = 0;
4028                         rnp->qsmaskinit = 0;
4029                         rnp->grplo = j * cpustride;
4030                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4031                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4032                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4033                         if (i == 0) {
4034                                 rnp->grpnum = 0;
4035                                 rnp->grpmask = 0;
4036                                 rnp->parent = NULL;
4037                         } else {
4038                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4039                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4040                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4041                                               j / levelspread[i - 1];
4042                         }
4043                         rnp->level = i;
4044                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4045                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4046                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4047                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4048                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4049                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4050                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4051                 }
4052         }
4053
4054         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4055         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4056         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4057         for_each_possible_cpu(i) {
4058                 while (i > rnp->grphi)
4059                         rnp++;
4060                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4061                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4062         }
4063         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4064 }
4065
4066 /*
4067  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4068  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4069  * the ->node array in the rcu_state structure.
4070  */
4071 static void __init rcu_init_geometry(void)
4072 {
4073         ulong d;
4074         int i;
4075         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4076
4077         /*
4078          * Initialize any unspecified boot parameters.
4079          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4080          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4081          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4082          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4083          */
4084         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4085         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4086                 jiffies_till_first_fqs = d;
4087         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4088                 jiffies_till_next_fqs = d;
4089
4090         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4091         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4092             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4093                 return;
4094         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4095                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4096
4097         /*
4098          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4099          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4100          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4101          * limit is exceeded.
4102          */
4103         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4104             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4105                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4106                 WARN_ON(1);
4107                 return;
4108         }
4109
4110         /*
4111          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4112          * with the given number of levels.
4113          */
4114         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4115         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4116                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4117
4118         /*
4119          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4120          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4121          */
4122         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4123                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4124                 WARN_ON(1);
4125                 return;
4126         }
4127
4128         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4129         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4130         }
4131         rcu_num_lvls = i + 1;
4132
4133         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4134         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4135                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4136                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4137         }
4138
4139         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4140         rcu_num_nodes = 0;
4141         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4142                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4143 }
4144
4145 /*
4146  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4147  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4148  */
4149 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4150 {
4151         int level = 0;
4152         struct rcu_node *rnp;
4153
4154         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4155         pr_info(" ");
4156         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4157                 if (rnp->level != level) {
4158                         pr_cont("\n");
4159                         pr_info(" ");
4160                         level = rnp->level;
4161                 }
4162                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4163         }
4164         pr_cont("\n");
4165 }
4166
4167 void __init rcu_init(void)
4168 {
4169         int cpu;
4170
4171         rcu_early_boot_tests();
4172
4173         rcu_bootup_announce();
4174         rcu_init_geometry();
4175         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4176         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4177         if (dump_tree)
4178                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4179         __rcu_init_preempt();
4180         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4181
4182         /*
4183          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4184          * this is called early in boot, before either interrupts
4185          * or the scheduler are operational.
4186          */
4187         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4188         for_each_online_cpu(cpu) {
4189                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4190                 rcu_cpu_starting(cpu);
4191                 if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
4192                         srcu_online_cpu(cpu);
4193         }
4194 }
4195
4196 #include "tree_exp.h"
4197 #include "tree_plugin.h"