rcu: kasan: record and print call_rcu() call stack
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / srcutree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Sleepable Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion.
4  *
5  * Copyright (C) IBM Corporation, 2006
6  * Copyright (C) Fujitsu, 2012
7  *
8  * Authors: Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
9  *         Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
10  *
11  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
12  *              Documentation/RCU/ *.txt
13  *
14  */
15
16 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
17
18 #include <linux/export.h>
19 #include <linux/mutex.h>
20 #include <linux/percpu.h>
21 #include <linux/preempt.h>
22 #include <linux/rcupdate_wait.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/srcu.h>
28
29 #include "rcu.h"
30 #include "rcu_segcblist.h"
31
32 #ifndef data_race
33 #define data_race(expr)                                                 \
34         ({                                                              \
35                 expr;                                                   \
36         })
37 #endif
38 #ifndef ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER
39 #define ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(var) do { } while (0)
40 #endif
41 #ifndef ASSERT_EXCLUSIVE_ACCESS
42 #define ASSERT_EXCLUSIVE_ACCESS(var) do { } while (0)
43 #endif
44
45 /* Holdoff in nanoseconds for auto-expediting. */
46 #define DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF (25 * 1000)
47 static ulong exp_holdoff = DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF;
48 module_param(exp_holdoff, ulong, 0444);
49
50 /* Overflow-check frequency.  N bits roughly says every 2**N grace periods. */
51 static ulong counter_wrap_check = (ULONG_MAX >> 2);
52 module_param(counter_wrap_check, ulong, 0444);
53
54 /* Early-boot callback-management, so early that no lock is required! */
55 static LIST_HEAD(srcu_boot_list);
56 static bool __read_mostly srcu_init_done;
57
58 static void srcu_invoke_callbacks(struct work_struct *work);
59 static void srcu_reschedule(struct srcu_struct *ssp, unsigned long delay);
60 static void process_srcu(struct work_struct *work);
61 static void srcu_delay_timer(struct timer_list *t);
62
63 /* Wrappers for lock acquisition and release, see raw_spin_lock_rcu_node(). */
64 #define spin_lock_rcu_node(p)                                   \
65 do {                                                                    \
66         spin_lock(&ACCESS_PRIVATE(p, lock));                    \
67         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
68 } while (0)
69
70 #define spin_unlock_rcu_node(p) spin_unlock(&ACCESS_PRIVATE(p, lock))
71
72 #define spin_lock_irq_rcu_node(p)                                       \
73 do {                                                                    \
74         spin_lock_irq(&ACCESS_PRIVATE(p, lock));                        \
75         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
76 } while (0)
77
78 #define spin_unlock_irq_rcu_node(p)                                     \
79         spin_unlock_irq(&ACCESS_PRIVATE(p, lock))
80
81 #define spin_lock_irqsave_rcu_node(p, flags)                    \
82 do {                                                                    \
83         spin_lock_irqsave(&ACCESS_PRIVATE(p, lock), flags);     \
84         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
85 } while (0)
86
87 #define spin_unlock_irqrestore_rcu_node(p, flags)                       \
88         spin_unlock_irqrestore(&ACCESS_PRIVATE(p, lock), flags) \
89
90 /*
91  * Initialize SRCU combining tree.  Note that statically allocated
92  * srcu_struct structures might already have srcu_read_lock() and
93  * srcu_read_unlock() running against them.  So if the is_static parameter
94  * is set, don't initialize ->srcu_lock_count[] and ->srcu_unlock_count[].
95  */
96 static void init_srcu_struct_nodes(struct srcu_struct *ssp, bool is_static)
97 {
98         int cpu;
99         int i;
100         int level = 0;
101         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];
102         struct srcu_data *sdp;
103         struct srcu_node *snp;
104         struct srcu_node *snp_first;
105
106         /* Work out the overall tree geometry. */
107         ssp->level[0] = &ssp->node[0];
108         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
109                 ssp->level[i] = ssp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
110         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
111
112         /* Each pass through this loop initializes one srcu_node structure. */
113         srcu_for_each_node_breadth_first(ssp, snp) {
114                 spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(snp, lock));
115                 WARN_ON_ONCE(ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs) !=
116                              ARRAY_SIZE(snp->srcu_data_have_cbs));
117                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs); i++) {
118                         snp->srcu_have_cbs[i] = 0;
119                         snp->srcu_data_have_cbs[i] = 0;
120                 }
121                 snp->srcu_gp_seq_needed_exp = 0;
122                 snp->grplo = -1;
123                 snp->grphi = -1;
124                 if (snp == &ssp->node[0]) {
125                         /* Root node, special case. */
126                         snp->srcu_parent = NULL;
127                         continue;
128                 }
129
130                 /* Non-root node. */
131                 if (snp == ssp->level[level + 1])
132                         level++;
133                 snp->srcu_parent = ssp->level[level - 1] +
134                                    (snp - ssp->level[level]) /
135                                    levelspread[level - 1];
136         }
137
138         /*
139          * Initialize the per-CPU srcu_data array, which feeds into the
140          * leaves of the srcu_node tree.
141          */
142         WARN_ON_ONCE(ARRAY_SIZE(sdp->srcu_lock_count) !=
143                      ARRAY_SIZE(sdp->srcu_unlock_count));
144         level = rcu_num_lvls - 1;
145         snp_first = ssp->level[level];
146         for_each_possible_cpu(cpu) {
147                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
148                 spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(sdp, lock));
149                 rcu_segcblist_init(&sdp->srcu_cblist);
150                 sdp->srcu_cblist_invoking = false;
151                 sdp->srcu_gp_seq_needed = ssp->srcu_gp_seq;
152                 sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = ssp->srcu_gp_seq;
153                 sdp->mynode = &snp_first[cpu / levelspread[level]];
154                 for (snp = sdp->mynode; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
155                         if (snp->grplo < 0)
156                                 snp->grplo = cpu;
157                         snp->grphi = cpu;
158                 }
159                 sdp->cpu = cpu;
160                 INIT_WORK(&sdp->work, srcu_invoke_callbacks);
161                 timer_setup(&sdp->delay_work, srcu_delay_timer, 0);
162                 sdp->ssp = ssp;
163                 sdp->grpmask = 1 << (cpu - sdp->mynode->grplo);
164                 if (is_static)
165                         continue;
166
167                 /* Dynamically allocated, better be no srcu_read_locks()! */
168                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sdp->srcu_lock_count); i++) {
169                         sdp->srcu_lock_count[i] = 0;
170                         sdp->srcu_unlock_count[i] = 0;
171                 }
172         }
173 }
174
175 /*
176  * Initialize non-compile-time initialized fields, including the
177  * associated srcu_node and srcu_data structures.  The is_static
178  * parameter is passed through to init_srcu_struct_nodes(), and
179  * also tells us that ->sda has already been wired up to srcu_data.
180  */
181 static int init_srcu_struct_fields(struct srcu_struct *ssp, bool is_static)
182 {
183         mutex_init(&ssp->srcu_cb_mutex);
184         mutex_init(&ssp->srcu_gp_mutex);
185         ssp->srcu_idx = 0;
186         ssp->srcu_gp_seq = 0;
187         ssp->srcu_barrier_seq = 0;
188         mutex_init(&ssp->srcu_barrier_mutex);
189         atomic_set(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt, 0);
190         INIT_DELAYED_WORK(&ssp->work, process_srcu);
191         if (!is_static)
192                 ssp->sda = alloc_percpu(struct srcu_data);
193         init_srcu_struct_nodes(ssp, is_static);
194         ssp->srcu_gp_seq_needed_exp = 0;
195         ssp->srcu_last_gp_end = ktime_get_mono_fast_ns();
196         smp_store_release(&ssp->srcu_gp_seq_needed, 0); /* Init done. */
197         return ssp->sda ? 0 : -ENOMEM;
198 }
199
200 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
201
202 int __init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp, const char *name,
203                        struct lock_class_key *key)
204 {
205         /* Don't re-initialize a lock while it is held. */
206         debug_check_no_locks_freed((void *)ssp, sizeof(*ssp));
207         lockdep_init_map(&ssp->dep_map, name, key, 0);
208         spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
209         return init_srcu_struct_fields(ssp, false);
210 }
211 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_srcu_struct);
212
213 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
214
215 /**
216  * init_srcu_struct - initialize a sleep-RCU structure
217  * @ssp: structure to initialize.
218  *
219  * Must invoke this on a given srcu_struct before passing that srcu_struct
220  * to any other function.  Each srcu_struct represents a separate domain
221  * of SRCU protection.
222  */
223 int init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
224 {
225         spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
226         return init_srcu_struct_fields(ssp, false);
227 }
228 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_srcu_struct);
229
230 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
231
232 /*
233  * First-use initialization of statically allocated srcu_struct
234  * structure.  Wiring up the combining tree is more than can be
235  * done with compile-time initialization, so this check is added
236  * to each update-side SRCU primitive.  Use ssp->lock, which -is-
237  * compile-time initialized, to resolve races involving multiple
238  * CPUs trying to garner first-use privileges.
239  */
240 static void check_init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
241 {
242         unsigned long flags;
243
244         /* The smp_load_acquire() pairs with the smp_store_release(). */
245         if (!rcu_seq_state(smp_load_acquire(&ssp->srcu_gp_seq_needed))) /*^^^*/
246                 return; /* Already initialized. */
247         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
248         if (!rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
249                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
250                 return;
251         }
252         init_srcu_struct_fields(ssp, true);
253         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
254 }
255
256 /*
257  * Returns approximate total of the readers' ->srcu_lock_count[] values
258  * for the rank of per-CPU counters specified by idx.
259  */
260 static unsigned long srcu_readers_lock_idx(struct srcu_struct *ssp, int idx)
261 {
262         int cpu;
263         unsigned long sum = 0;
264
265         for_each_possible_cpu(cpu) {
266                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
267
268                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[idx]);
269         }
270         return sum;
271 }
272
273 /*
274  * Returns approximate total of the readers' ->srcu_unlock_count[] values
275  * for the rank of per-CPU counters specified by idx.
276  */
277 static unsigned long srcu_readers_unlock_idx(struct srcu_struct *ssp, int idx)
278 {
279         int cpu;
280         unsigned long sum = 0;
281
282         for_each_possible_cpu(cpu) {
283                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
284
285                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[idx]);
286         }
287         return sum;
288 }
289
290 /*
291  * Return true if the number of pre-existing readers is determined to
292  * be zero.
293  */
294 static bool srcu_readers_active_idx_check(struct srcu_struct *ssp, int idx)
295 {
296         unsigned long unlocks;
297
298         unlocks = srcu_readers_unlock_idx(ssp, idx);
299
300         /*
301          * Make sure that a lock is always counted if the corresponding
302          * unlock is counted. Needs to be a smp_mb() as the read side may
303          * contain a read from a variable that is written to before the
304          * synchronize_srcu() in the write side. In this case smp_mb()s
305          * A and B act like the store buffering pattern.
306          *
307          * This smp_mb() also pairs with smp_mb() C to prevent accesses
308          * after the synchronize_srcu() from being executed before the
309          * grace period ends.
310          */
311         smp_mb(); /* A */
312
313         /*
314          * If the locks are the same as the unlocks, then there must have
315          * been no readers on this index at some time in between. This does
316          * not mean that there are no more readers, as one could have read
317          * the current index but not have incremented the lock counter yet.
318          *
319          * So suppose that the updater is preempted here for so long
320          * that more than ULONG_MAX non-nested readers come and go in
321          * the meantime.  It turns out that this cannot result in overflow
322          * because if a reader modifies its unlock count after we read it
323          * above, then that reader's next load of ->srcu_idx is guaranteed
324          * to get the new value, which will cause it to operate on the
325          * other bank of counters, where it cannot contribute to the
326          * overflow of these counters.  This means that there is a maximum
327          * of 2*NR_CPUS increments, which cannot overflow given current
328          * systems, especially not on 64-bit systems.
329          *
330          * OK, how about nesting?  This does impose a limit on nesting
331          * of floor(ULONG_MAX/NR_CPUS/2), which should be sufficient,
332          * especially on 64-bit systems.
333          */
334         return srcu_readers_lock_idx(ssp, idx) == unlocks;
335 }
336
337 /**
338  * srcu_readers_active - returns true if there are readers. and false
339  *                       otherwise
340  * @ssp: which srcu_struct to count active readers (holding srcu_read_lock).
341  *
342  * Note that this is not an atomic primitive, and can therefore suffer
343  * severe errors when invoked on an active srcu_struct.  That said, it
344  * can be useful as an error check at cleanup time.
345  */
346 static bool srcu_readers_active(struct srcu_struct *ssp)
347 {
348         int cpu;
349         unsigned long sum = 0;
350
351         for_each_possible_cpu(cpu) {
352                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
353
354                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[0]);
355                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[1]);
356                 sum -= READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[0]);
357                 sum -= READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[1]);
358         }
359         return sum;
360 }
361
362 #define SRCU_INTERVAL           1
363
364 /*
365  * Return grace-period delay, zero if there are expedited grace
366  * periods pending, SRCU_INTERVAL otherwise.
367  */
368 static unsigned long srcu_get_delay(struct srcu_struct *ssp)
369 {
370         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq),
371                          READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp)))
372                 return 0;
373         return SRCU_INTERVAL;
374 }
375
376 /**
377  * cleanup_srcu_struct - deconstruct a sleep-RCU structure
378  * @ssp: structure to clean up.
379  *
380  * Must invoke this after you are finished using a given srcu_struct that
381  * was initialized via init_srcu_struct(), else you leak memory.
382  */
383 void cleanup_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
384 {
385         int cpu;
386
387         if (WARN_ON(!srcu_get_delay(ssp)))
388                 return; /* Just leak it! */
389         if (WARN_ON(srcu_readers_active(ssp)))
390                 return; /* Just leak it! */
391         flush_delayed_work(&ssp->work);
392         for_each_possible_cpu(cpu) {
393                 struct srcu_data *sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
394
395                 del_timer_sync(&sdp->delay_work);
396                 flush_work(&sdp->work);
397                 if (WARN_ON(rcu_segcblist_n_cbs(&sdp->srcu_cblist)))
398                         return; /* Forgot srcu_barrier(), so just leak it! */
399         }
400         if (WARN_ON(rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) != SRCU_STATE_IDLE) ||
401             WARN_ON(srcu_readers_active(ssp))) {
402                 pr_info("%s: Active srcu_struct %p state: %d\n",
403                         __func__, ssp, rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)));
404                 return; /* Caller forgot to stop doing call_srcu()? */
405         }
406         free_percpu(ssp->sda);
407         ssp->sda = NULL;
408 }
409 EXPORT_SYMBOL_GPL(cleanup_srcu_struct);
410
411 /*
412  * Counts the new reader in the appropriate per-CPU element of the
413  * srcu_struct.
414  * Returns an index that must be passed to the matching srcu_read_unlock().
415  */
416 int __srcu_read_lock(struct srcu_struct *ssp)
417 {
418         int idx;
419
420         idx = READ_ONCE(ssp->srcu_idx) & 0x1;
421         this_cpu_inc(ssp->sda->srcu_lock_count[idx]);
422         smp_mb(); /* B */  /* Avoid leaking the critical section. */
423         return idx;
424 }
425 EXPORT_SYMBOL_GPL(__srcu_read_lock);
426
427 /*
428  * Removes the count for the old reader from the appropriate per-CPU
429  * element of the srcu_struct.  Note that this may well be a different
430  * CPU than that which was incremented by the corresponding srcu_read_lock().
431  */
432 void __srcu_read_unlock(struct srcu_struct *ssp, int idx)
433 {
434         smp_mb(); /* C */  /* Avoid leaking the critical section. */
435         this_cpu_inc(ssp->sda->srcu_unlock_count[idx]);
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(__srcu_read_unlock);
438
439 /*
440  * We use an adaptive strategy for synchronize_srcu() and especially for
441  * synchronize_srcu_expedited().  We spin for a fixed time period
442  * (defined below) to allow SRCU readers to exit their read-side critical
443  * sections.  If there are still some readers after a few microseconds,
444  * we repeatedly block for 1-millisecond time periods.
445  */
446 #define SRCU_RETRY_CHECK_DELAY          5
447
448 /*
449  * Start an SRCU grace period.
450  */
451 static void srcu_gp_start(struct srcu_struct *ssp)
452 {
453         struct srcu_data *sdp = this_cpu_ptr(ssp->sda);
454         int state;
455
456         lockdep_assert_held(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
457         WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed));
458         spin_lock_rcu_node(sdp);  /* Interrupts already disabled. */
459         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
460                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
461         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist,
462                                        rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq));
463         spin_unlock_rcu_node(sdp);  /* Interrupts remain disabled. */
464         smp_mb(); /* Order prior store to ->srcu_gp_seq_needed vs. GP start. */
465         rcu_seq_start(&ssp->srcu_gp_seq);
466         state = rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq);
467         WARN_ON_ONCE(state != SRCU_STATE_SCAN1);
468 }
469
470
471 static void srcu_delay_timer(struct timer_list *t)
472 {
473         struct srcu_data *sdp = container_of(t, struct srcu_data, delay_work);
474
475         queue_work_on(sdp->cpu, rcu_gp_wq, &sdp->work);
476 }
477
478 static void srcu_queue_delayed_work_on(struct srcu_data *sdp,
479                                        unsigned long delay)
480 {
481         if (!delay) {
482                 queue_work_on(sdp->cpu, rcu_gp_wq, &sdp->work);
483                 return;
484         }
485
486         timer_reduce(&sdp->delay_work, jiffies + delay);
487 }
488
489 /*
490  * Schedule callback invocation for the specified srcu_data structure,
491  * if possible, on the corresponding CPU.
492  */
493 static void srcu_schedule_cbs_sdp(struct srcu_data *sdp, unsigned long delay)
494 {
495         srcu_queue_delayed_work_on(sdp, delay);
496 }
497
498 /*
499  * Schedule callback invocation for all srcu_data structures associated
500  * with the specified srcu_node structure that have callbacks for the
501  * just-completed grace period, the one corresponding to idx.  If possible,
502  * schedule this invocation on the corresponding CPUs.
503  */
504 static void srcu_schedule_cbs_snp(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_node *snp,
505                                   unsigned long mask, unsigned long delay)
506 {
507         int cpu;
508
509         for (cpu = snp->grplo; cpu <= snp->grphi; cpu++) {
510                 if (!(mask & (1 << (cpu - snp->grplo))))
511                         continue;
512                 srcu_schedule_cbs_sdp(per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu), delay);
513         }
514 }
515
516 /*
517  * Note the end of an SRCU grace period.  Initiates callback invocation
518  * and starts a new grace period if needed.
519  *
520  * The ->srcu_cb_mutex acquisition does not protect any data, but
521  * instead prevents more than one grace period from starting while we
522  * are initiating callback invocation.  This allows the ->srcu_have_cbs[]
523  * array to have a finite number of elements.
524  */
525 static void srcu_gp_end(struct srcu_struct *ssp)
526 {
527         unsigned long cbdelay;
528         bool cbs;
529         bool last_lvl;
530         int cpu;
531         unsigned long flags;
532         unsigned long gpseq;
533         int idx;
534         unsigned long mask;
535         struct srcu_data *sdp;
536         struct srcu_node *snp;
537
538         /* Prevent more than one additional grace period. */
539         mutex_lock(&ssp->srcu_cb_mutex);
540
541         /* End the current grace period. */
542         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
543         idx = rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq);
544         WARN_ON_ONCE(idx != SRCU_STATE_SCAN2);
545         cbdelay = srcu_get_delay(ssp);
546         WRITE_ONCE(ssp->srcu_last_gp_end, ktime_get_mono_fast_ns());
547         rcu_seq_end(&ssp->srcu_gp_seq);
548         gpseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
549         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq))
550                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq);
551         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
552         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
553         /* A new grace period can start at this point.  But only one. */
554
555         /* Initiate callback invocation as needed. */
556         idx = rcu_seq_ctr(gpseq) % ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs);
557         srcu_for_each_node_breadth_first(ssp, snp) {
558                 spin_lock_irq_rcu_node(snp);
559                 cbs = false;
560                 last_lvl = snp >= ssp->level[rcu_num_lvls - 1];
561                 if (last_lvl)
562                         cbs = snp->srcu_have_cbs[idx] == gpseq;
563                 snp->srcu_have_cbs[idx] = gpseq;
564                 rcu_seq_set_state(&snp->srcu_have_cbs[idx], 1);
565                 if (ULONG_CMP_LT(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq))
566                         WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq);
567                 mask = snp->srcu_data_have_cbs[idx];
568                 snp->srcu_data_have_cbs[idx] = 0;
569                 spin_unlock_irq_rcu_node(snp);
570                 if (cbs)
571                         srcu_schedule_cbs_snp(ssp, snp, mask, cbdelay);
572
573                 /* Occasionally prevent srcu_data counter wrap. */
574                 if (!(gpseq & counter_wrap_check) && last_lvl)
575                         for (cpu = snp->grplo; cpu <= snp->grphi; cpu++) {
576                                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
577                                 spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
578                                 if (ULONG_CMP_GE(gpseq,
579                                                  sdp->srcu_gp_seq_needed + 100))
580                                         sdp->srcu_gp_seq_needed = gpseq;
581                                 if (ULONG_CMP_GE(gpseq,
582                                                  sdp->srcu_gp_seq_needed_exp + 100))
583                                         sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = gpseq;
584                                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
585                         }
586         }
587
588         /* Callback initiation done, allow grace periods after next. */
589         mutex_unlock(&ssp->srcu_cb_mutex);
590
591         /* Start a new grace period if needed. */
592         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
593         gpseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
594         if (!rcu_seq_state(gpseq) &&
595             ULONG_CMP_LT(gpseq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
596                 srcu_gp_start(ssp);
597                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
598                 srcu_reschedule(ssp, 0);
599         } else {
600                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
601         }
602 }
603
604 /*
605  * Funnel-locking scheme to scalably mediate many concurrent expedited
606  * grace-period requests.  This function is invoked for the first known
607  * expedited request for a grace period that has already been requested,
608  * but without expediting.  To start a completely new grace period,
609  * whether expedited or not, use srcu_funnel_gp_start() instead.
610  */
611 static void srcu_funnel_exp_start(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_node *snp,
612                                   unsigned long s)
613 {
614         unsigned long flags;
615
616         for (; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
617                 if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) ||
618                     ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp), s))
619                         return;
620                 spin_lock_irqsave_rcu_node(snp, flags);
621                 if (ULONG_CMP_GE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s)) {
622                         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
623                         return;
624                 }
625                 WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
626                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
627         }
628         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
629         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
630                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
631         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
632 }
633
634 /*
635  * Funnel-locking scheme to scalably mediate many concurrent grace-period
636  * requests.  The winner has to do the work of actually starting grace
637  * period s.  Losers must either ensure that their desired grace-period
638  * number is recorded on at least their leaf srcu_node structure, or they
639  * must take steps to invoke their own callbacks.
640  *
641  * Note that this function also does the work of srcu_funnel_exp_start(),
642  * in some cases by directly invoking it.
643  */
644 static void srcu_funnel_gp_start(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_data *sdp,
645                                  unsigned long s, bool do_norm)
646 {
647         unsigned long flags;
648         int idx = rcu_seq_ctr(s) % ARRAY_SIZE(sdp->mynode->srcu_have_cbs);
649         struct srcu_node *snp = sdp->mynode;
650         unsigned long snp_seq;
651
652         /* Each pass through the loop does one level of the srcu_node tree. */
653         for (; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
654                 if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) && snp != sdp->mynode)
655                         return; /* GP already done and CBs recorded. */
656                 spin_lock_irqsave_rcu_node(snp, flags);
657                 if (ULONG_CMP_GE(snp->srcu_have_cbs[idx], s)) {
658                         snp_seq = snp->srcu_have_cbs[idx];
659                         if (snp == sdp->mynode && snp_seq == s)
660                                 snp->srcu_data_have_cbs[idx] |= sdp->grpmask;
661                         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
662                         if (snp == sdp->mynode && snp_seq != s) {
663                                 srcu_schedule_cbs_sdp(sdp, do_norm
664                                                            ? SRCU_INTERVAL
665                                                            : 0);
666                                 return;
667                         }
668                         if (!do_norm)
669                                 srcu_funnel_exp_start(ssp, snp, s);
670                         return;
671                 }
672                 snp->srcu_have_cbs[idx] = s;
673                 if (snp == sdp->mynode)
674                         snp->srcu_data_have_cbs[idx] |= sdp->grpmask;
675                 if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
676                         WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
677                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
678         }
679
680         /* Top of tree, must ensure the grace period will be started. */
681         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
682         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed, s)) {
683                 /*
684                  * Record need for grace period s.  Pair with load
685                  * acquire setting up for initialization.
686                  */
687                 smp_store_release(&ssp->srcu_gp_seq_needed, s); /*^^^*/
688         }
689         if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
690                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
691
692         /* If grace period not already done and none in progress, start it. */
693         if (!rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) &&
694             rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq) == SRCU_STATE_IDLE) {
695                 WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed));
696                 srcu_gp_start(ssp);
697                 if (likely(srcu_init_done))
698                         queue_delayed_work(rcu_gp_wq, &ssp->work,
699                                            srcu_get_delay(ssp));
700                 else if (list_empty(&ssp->work.work.entry))
701                         list_add(&ssp->work.work.entry, &srcu_boot_list);
702         }
703         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
704 }
705
706 /*
707  * Wait until all readers counted by array index idx complete, but
708  * loop an additional time if there is an expedited grace period pending.
709  * The caller must ensure that ->srcu_idx is not changed while checking.
710  */
711 static bool try_check_zero(struct srcu_struct *ssp, int idx, int trycount)
712 {
713         for (;;) {
714                 if (srcu_readers_active_idx_check(ssp, idx))
715                         return true;
716                 if (--trycount + !srcu_get_delay(ssp) <= 0)
717                         return false;
718                 udelay(SRCU_RETRY_CHECK_DELAY);
719         }
720 }
721
722 /*
723  * Increment the ->srcu_idx counter so that future SRCU readers will
724  * use the other rank of the ->srcu_(un)lock_count[] arrays.  This allows
725  * us to wait for pre-existing readers in a starvation-free manner.
726  */
727 static void srcu_flip(struct srcu_struct *ssp)
728 {
729         /*
730          * Ensure that if this updater saw a given reader's increment
731          * from __srcu_read_lock(), that reader was using an old value
732          * of ->srcu_idx.  Also ensure that if a given reader sees the
733          * new value of ->srcu_idx, this updater's earlier scans cannot
734          * have seen that reader's increments (which is OK, because this
735          * grace period need not wait on that reader).
736          */
737         smp_mb(); /* E */  /* Pairs with B and C. */
738
739         WRITE_ONCE(ssp->srcu_idx, ssp->srcu_idx + 1);
740
741         /*
742          * Ensure that if the updater misses an __srcu_read_unlock()
743          * increment, that task's next __srcu_read_lock() will see the
744          * above counter update.  Note that both this memory barrier
745          * and the one in srcu_readers_active_idx_check() provide the
746          * guarantee for __srcu_read_lock().
747          */
748         smp_mb(); /* D */  /* Pairs with C. */
749 }
750
751 /*
752  * If SRCU is likely idle, return true, otherwise return false.
753  *
754  * Note that it is OK for several current from-idle requests for a new
755  * grace period from idle to specify expediting because they will all end
756  * up requesting the same grace period anyhow.  So no loss.
757  *
758  * Note also that if any CPU (including the current one) is still invoking
759  * callbacks, this function will nevertheless say "idle".  This is not
760  * ideal, but the overhead of checking all CPUs' callback lists is even
761  * less ideal, especially on large systems.  Furthermore, the wakeup
762  * can happen before the callback is fully removed, so we have no choice
763  * but to accept this type of error.
764  *
765  * This function is also subject to counter-wrap errors, but let's face
766  * it, if this function was preempted for enough time for the counters
767  * to wrap, it really doesn't matter whether or not we expedite the grace
768  * period.  The extra overhead of a needlessly expedited grace period is
769  * negligible when amortized over that time period, and the extra latency
770  * of a needlessly non-expedited grace period is similarly negligible.
771  */
772 static bool srcu_might_be_idle(struct srcu_struct *ssp)
773 {
774         unsigned long curseq;
775         unsigned long flags;
776         struct srcu_data *sdp;
777         unsigned long t;
778         unsigned long tlast;
779
780         check_init_srcu_struct(ssp);
781         /* If the local srcu_data structure has callbacks, not idle.  */
782         sdp = raw_cpu_ptr(ssp->sda);
783         spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
784         if (rcu_segcblist_pend_cbs(&sdp->srcu_cblist)) {
785                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
786                 return false; /* Callbacks already present, so not idle. */
787         }
788         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
789
790         /*
791          * No local callbacks, so probabalistically probe global state.
792          * Exact information would require acquiring locks, which would
793          * kill scalability, hence the probabalistic nature of the probe.
794          */
795
796         /* First, see if enough time has passed since the last GP. */
797         t = ktime_get_mono_fast_ns();
798         tlast = READ_ONCE(ssp->srcu_last_gp_end);
799         if (exp_holdoff == 0 ||
800             time_in_range_open(t, tlast, tlast + exp_holdoff))
801                 return false; /* Too soon after last GP. */
802
803         /* Next, check for probable idleness. */
804         curseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
805         smp_mb(); /* Order ->srcu_gp_seq with ->srcu_gp_seq_needed. */
806         if (ULONG_CMP_LT(curseq, READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed)))
807                 return false; /* Grace period in progress, so not idle. */
808         smp_mb(); /* Order ->srcu_gp_seq with prior access. */
809         if (curseq != rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq))
810                 return false; /* GP # changed, so not idle. */
811         return true; /* With reasonable probability, idle! */
812 }
813
814 /*
815  * SRCU callback function to leak a callback.
816  */
817 static void srcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
818 {
819 }
820
821 /*
822  * Enqueue an SRCU callback on the srcu_data structure associated with
823  * the current CPU and the specified srcu_struct structure, initiating
824  * grace-period processing if it is not already running.
825  *
826  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
827  * all pre-existing SRCU read-side critical section.  On systems with
828  * more than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU
829  * is guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of
830  * its last corresponding SRCU read-side critical section whose beginning
831  * preceded the call to call_srcu().  It also means that each CPU executing
832  * an SRCU read-side critical section that continues beyond the start of
833  * "func()" must have executed a memory barrier after the call_srcu()
834  * but before the beginning of that SRCU read-side critical section.
835  * Note that these guarantees include CPUs that are offline, idle, or
836  * executing in user mode, as well as CPUs that are executing in the kernel.
837  *
838  * Furthermore, if CPU A invoked call_srcu() and CPU B invoked the
839  * resulting SRCU callback function "func()", then both CPU A and CPU
840  * B are guaranteed to execute a full memory barrier during the time
841  * interval between the call to call_srcu() and the invocation of "func()".
842  * This guarantee applies even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
843  * again only if the system has more than one CPU).
844  *
845  * Of course, these guarantees apply only for invocations of call_srcu(),
846  * srcu_read_lock(), and srcu_read_unlock() that are all passed the same
847  * srcu_struct structure.
848  */
849 static void __call_srcu(struct srcu_struct *ssp, struct rcu_head *rhp,
850                         rcu_callback_t func, bool do_norm)
851 {
852         unsigned long flags;
853         int idx;
854         bool needexp = false;
855         bool needgp = false;
856         unsigned long s;
857         struct srcu_data *sdp;
858
859         check_init_srcu_struct(ssp);
860         if (debug_rcu_head_queue(rhp)) {
861                 /* Probable double call_srcu(), so leak the callback. */
862                 WRITE_ONCE(rhp->func, srcu_leak_callback);
863                 WARN_ONCE(1, "call_srcu(): Leaked duplicate callback\n");
864                 return;
865         }
866         rhp->func = func;
867         idx = srcu_read_lock(ssp);
868         sdp = raw_cpu_ptr(ssp->sda);
869         spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
870         rcu_segcblist_enqueue(&sdp->srcu_cblist, rhp);
871         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
872                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
873         s = rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq);
874         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist, s);
875         if (ULONG_CMP_LT(sdp->srcu_gp_seq_needed, s)) {
876                 sdp->srcu_gp_seq_needed = s;
877                 needgp = true;
878         }
879         if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(sdp->srcu_gp_seq_needed_exp, s)) {
880                 sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = s;
881                 needexp = true;
882         }
883         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
884         if (needgp)
885                 srcu_funnel_gp_start(ssp, sdp, s, do_norm);
886         else if (needexp)
887                 srcu_funnel_exp_start(ssp, sdp->mynode, s);
888         srcu_read_unlock(ssp, idx);
889 }
890
891 /**
892  * call_srcu() - Queue a callback for invocation after an SRCU grace period
893  * @ssp: srcu_struct in queue the callback
894  * @rhp: structure to be used for queueing the SRCU callback.
895  * @func: function to be invoked after the SRCU grace period
896  *
897  * The callback function will be invoked some time after a full SRCU
898  * grace period elapses, in other words after all pre-existing SRCU
899  * read-side critical sections have completed.  However, the callback
900  * function might well execute concurrently with other SRCU read-side
901  * critical sections that started after call_srcu() was invoked.  SRCU
902  * read-side critical sections are delimited by srcu_read_lock() and
903  * srcu_read_unlock(), and may be nested.
904  *
905  * The callback will be invoked from process context, but must nevertheless
906  * be fast and must not block.
907  */
908 void call_srcu(struct srcu_struct *ssp, struct rcu_head *rhp,
909                rcu_callback_t func)
910 {
911         __call_srcu(ssp, rhp, func, true);
912 }
913 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_srcu);
914
915 /*
916  * Helper function for synchronize_srcu() and synchronize_srcu_expedited().
917  */
918 static void __synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp, bool do_norm)
919 {
920         struct rcu_synchronize rcu;
921
922         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&ssp->dep_map) ||
923                          lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
924                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
925                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
926                          "Illegal synchronize_srcu() in same-type SRCU (or in RCU) read-side critical section");
927
928         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
929                 return;
930         might_sleep();
931         check_init_srcu_struct(ssp);
932         init_completion(&rcu.completion);
933         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
934         __call_srcu(ssp, &rcu.head, wakeme_after_rcu, do_norm);
935         wait_for_completion(&rcu.completion);
936         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
937
938         /*
939          * Make sure that later code is ordered after the SRCU grace
940          * period.  This pairs with the spin_lock_irq_rcu_node()
941          * in srcu_invoke_callbacks().  Unlike Tree RCU, this is needed
942          * because the current CPU might have been totally uninvolved with
943          * (and thus unordered against) that grace period.
944          */
945         smp_mb();
946 }
947
948 /**
949  * synchronize_srcu_expedited - Brute-force SRCU grace period
950  * @ssp: srcu_struct with which to synchronize.
951  *
952  * Wait for an SRCU grace period to elapse, but be more aggressive about
953  * spinning rather than blocking when waiting.
954  *
955  * Note that synchronize_srcu_expedited() has the same deadlock and
956  * memory-ordering properties as does synchronize_srcu().
957  */
958 void synchronize_srcu_expedited(struct srcu_struct *ssp)
959 {
960         __synchronize_srcu(ssp, rcu_gp_is_normal());
961 }
962 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_srcu_expedited);
963
964 /**
965  * synchronize_srcu - wait for prior SRCU read-side critical-section completion
966  * @ssp: srcu_struct with which to synchronize.
967  *
968  * Wait for the count to drain to zero of both indexes. To avoid the
969  * possible starvation of synchronize_srcu(), it waits for the count of
970  * the index=((->srcu_idx & 1) ^ 1) to drain to zero at first,
971  * and then flip the srcu_idx and wait for the count of the other index.
972  *
973  * Can block; must be called from process context.
974  *
975  * Note that it is illegal to call synchronize_srcu() from the corresponding
976  * SRCU read-side critical section; doing so will result in deadlock.
977  * However, it is perfectly legal to call synchronize_srcu() on one
978  * srcu_struct from some other srcu_struct's read-side critical section,
979  * as long as the resulting graph of srcu_structs is acyclic.
980  *
981  * There are memory-ordering constraints implied by synchronize_srcu().
982  * On systems with more than one CPU, when synchronize_srcu() returns,
983  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
984  * the end of its last corresponding SRCU read-side critical section
985  * whose beginning preceded the call to synchronize_srcu().  In addition,
986  * each CPU having an SRCU read-side critical section that extends beyond
987  * the return from synchronize_srcu() is guaranteed to have executed a
988  * full memory barrier after the beginning of synchronize_srcu() and before
989  * the beginning of that SRCU read-side critical section.  Note that these
990  * guarantees include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode,
991  * as well as CPUs that are executing in the kernel.
992  *
993  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_srcu(), which returned
994  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
995  * to have executed a full memory barrier during the execution of
996  * synchronize_srcu().  This guarantee applies even if CPU A and CPU B
997  * are the same CPU, but again only if the system has more than one CPU.
998  *
999  * Of course, these memory-ordering guarantees apply only when
1000  * synchronize_srcu(), srcu_read_lock(), and srcu_read_unlock() are
1001  * passed the same srcu_struct structure.
1002  *
1003  * If SRCU is likely idle, expedite the first request.  This semantic
1004  * was provided by Classic SRCU, and is relied upon by its users, so TREE
1005  * SRCU must also provide it.  Note that detecting idleness is heuristic
1006  * and subject to both false positives and negatives.
1007  */
1008 void synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1009 {
1010         if (srcu_might_be_idle(ssp) || rcu_gp_is_expedited())
1011                 synchronize_srcu_expedited(ssp);
1012         else
1013                 __synchronize_srcu(ssp, true);
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_srcu);
1016
1017 /*
1018  * Callback function for srcu_barrier() use.
1019  */
1020 static void srcu_barrier_cb(struct rcu_head *rhp)
1021 {
1022         struct srcu_data *sdp;
1023         struct srcu_struct *ssp;
1024
1025         sdp = container_of(rhp, struct srcu_data, srcu_barrier_head);
1026         ssp = sdp->ssp;
1027         if (atomic_dec_and_test(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt))
1028                 complete(&ssp->srcu_barrier_completion);
1029 }
1030
1031 /**
1032  * srcu_barrier - Wait until all in-flight call_srcu() callbacks complete.
1033  * @ssp: srcu_struct on which to wait for in-flight callbacks.
1034  */
1035 void srcu_barrier(struct srcu_struct *ssp)
1036 {
1037         int cpu;
1038         struct srcu_data *sdp;
1039         unsigned long s = rcu_seq_snap(&ssp->srcu_barrier_seq);
1040
1041         check_init_srcu_struct(ssp);
1042         mutex_lock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1043         if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_barrier_seq, s)) {
1044                 smp_mb(); /* Force ordering following return. */
1045                 mutex_unlock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1046                 return; /* Someone else did our work for us. */
1047         }
1048         rcu_seq_start(&ssp->srcu_barrier_seq);
1049         init_completion(&ssp->srcu_barrier_completion);
1050
1051         /* Initial count prevents reaching zero until all CBs are posted. */
1052         atomic_set(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt, 1);
1053
1054         /*
1055          * Each pass through this loop enqueues a callback, but only
1056          * on CPUs already having callbacks enqueued.  Note that if
1057          * a CPU already has callbacks enqueue, it must have already
1058          * registered the need for a future grace period, so all we
1059          * need do is enqueue a callback that will use the same
1060          * grace period as the last callback already in the queue.
1061          */
1062         for_each_possible_cpu(cpu) {
1063                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
1064                 spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1065                 atomic_inc(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt);
1066                 sdp->srcu_barrier_head.func = srcu_barrier_cb;
1067                 debug_rcu_head_queue(&sdp->srcu_barrier_head);
1068                 if (!rcu_segcblist_entrain(&sdp->srcu_cblist,
1069                                            &sdp->srcu_barrier_head)) {
1070                         debug_rcu_head_unqueue(&sdp->srcu_barrier_head);
1071                         atomic_dec(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt);
1072                 }
1073                 spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1074         }
1075
1076         /* Remove the initial count, at which point reaching zero can happen. */
1077         if (atomic_dec_and_test(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt))
1078                 complete(&ssp->srcu_barrier_completion);
1079         wait_for_completion(&ssp->srcu_barrier_completion);
1080
1081         rcu_seq_end(&ssp->srcu_barrier_seq);
1082         mutex_unlock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1083 }
1084 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_barrier);
1085
1086 /**
1087  * srcu_batches_completed - return batches completed.
1088  * @ssp: srcu_struct on which to report batch completion.
1089  *
1090  * Report the number of batches, correlated with, but not necessarily
1091  * precisely the same as, the number of grace periods that have elapsed.
1092  */
1093 unsigned long srcu_batches_completed(struct srcu_struct *ssp)
1094 {
1095         return READ_ONCE(ssp->srcu_idx);
1096 }
1097 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_batches_completed);
1098
1099 /*
1100  * Core SRCU state machine.  Push state bits of ->srcu_gp_seq
1101  * to SRCU_STATE_SCAN2, and invoke srcu_gp_end() when scan has
1102  * completed in that state.
1103  */
1104 static void srcu_advance_state(struct srcu_struct *ssp)
1105 {
1106         int idx;
1107
1108         mutex_lock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1109
1110         /*
1111          * Because readers might be delayed for an extended period after
1112          * fetching ->srcu_idx for their index, at any point in time there
1113          * might well be readers using both idx=0 and idx=1.  We therefore
1114          * need to wait for readers to clear from both index values before
1115          * invoking a callback.
1116          *
1117          * The load-acquire ensures that we see the accesses performed
1118          * by the prior grace period.
1119          */
1120         idx = rcu_seq_state(smp_load_acquire(&ssp->srcu_gp_seq)); /* ^^^ */
1121         if (idx == SRCU_STATE_IDLE) {
1122                 spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1123                 if (ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
1124                         WARN_ON_ONCE(rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq));
1125                         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1126                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1127                         return;
1128                 }
1129                 idx = rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq));
1130                 if (idx == SRCU_STATE_IDLE)
1131                         srcu_gp_start(ssp);
1132                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1133                 if (idx != SRCU_STATE_IDLE) {
1134                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1135                         return; /* Someone else started the grace period. */
1136                 }
1137         }
1138
1139         if (rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) == SRCU_STATE_SCAN1) {
1140                 idx = 1 ^ (ssp->srcu_idx & 1);
1141                 if (!try_check_zero(ssp, idx, 1)) {
1142                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1143                         return; /* readers present, retry later. */
1144                 }
1145                 srcu_flip(ssp);
1146                 spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1147                 rcu_seq_set_state(&ssp->srcu_gp_seq, SRCU_STATE_SCAN2);
1148                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1149         }
1150
1151         if (rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) == SRCU_STATE_SCAN2) {
1152
1153                 /*
1154                  * SRCU read-side critical sections are normally short,
1155                  * so check at least twice in quick succession after a flip.
1156                  */
1157                 idx = 1 ^ (ssp->srcu_idx & 1);
1158                 if (!try_check_zero(ssp, idx, 2)) {
1159                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1160                         return; /* readers present, retry later. */
1161                 }
1162                 srcu_gp_end(ssp);  /* Releases ->srcu_gp_mutex. */
1163         }
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Invoke a limited number of SRCU callbacks that have passed through
1168  * their grace period.  If there are more to do, SRCU will reschedule
1169  * the workqueue.  Note that needed memory barriers have been executed
1170  * in this task's context by srcu_readers_active_idx_check().
1171  */
1172 static void srcu_invoke_callbacks(struct work_struct *work)
1173 {
1174         bool more;
1175         struct rcu_cblist ready_cbs;
1176         struct rcu_head *rhp;
1177         struct srcu_data *sdp;
1178         struct srcu_struct *ssp;
1179
1180         sdp = container_of(work, struct srcu_data, work);
1181
1182         ssp = sdp->ssp;
1183         rcu_cblist_init(&ready_cbs);
1184         spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1185         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
1186                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
1187         if (sdp->srcu_cblist_invoking ||
1188             !rcu_segcblist_ready_cbs(&sdp->srcu_cblist)) {
1189                 spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1190                 return;  /* Someone else on the job or nothing to do. */
1191         }
1192
1193         /* We are on the job!  Extract and invoke ready callbacks. */
1194         sdp->srcu_cblist_invoking = true;
1195         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&sdp->srcu_cblist, &ready_cbs);
1196         spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1197         rhp = rcu_cblist_dequeue(&ready_cbs);
1198         for (; rhp != NULL; rhp = rcu_cblist_dequeue(&ready_cbs)) {
1199                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
1200                 local_bh_disable();
1201                 rhp->func(rhp);
1202                 local_bh_enable();
1203         }
1204
1205         /*
1206          * Update counts, accelerate new callbacks, and if needed,
1207          * schedule another round of callback invocation.
1208          */
1209         spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1210         rcu_segcblist_insert_count(&sdp->srcu_cblist, &ready_cbs);
1211         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist,
1212                                        rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq));
1213         sdp->srcu_cblist_invoking = false;
1214         more = rcu_segcblist_ready_cbs(&sdp->srcu_cblist);
1215         spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1216         if (more)
1217                 srcu_schedule_cbs_sdp(sdp, 0);
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Finished one round of SRCU grace period.  Start another if there are
1222  * more SRCU callbacks queued, otherwise put SRCU into not-running state.
1223  */
1224 static void srcu_reschedule(struct srcu_struct *ssp, unsigned long delay)
1225 {
1226         bool pushgp = true;
1227
1228         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1229         if (ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
1230                 if (!WARN_ON_ONCE(rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq))) {
1231                         /* All requests fulfilled, time to go idle. */
1232                         pushgp = false;
1233                 }
1234         } else if (!rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq)) {
1235                 /* Outstanding request and no GP.  Start one. */
1236                 srcu_gp_start(ssp);
1237         }
1238         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1239
1240         if (pushgp)
1241                 queue_delayed_work(rcu_gp_wq, &ssp->work, delay);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * This is the work-queue function that handles SRCU grace periods.
1246  */
1247 static void process_srcu(struct work_struct *work)
1248 {
1249         struct srcu_struct *ssp;
1250
1251         ssp = container_of(work, struct srcu_struct, work.work);
1252
1253         srcu_advance_state(ssp);
1254         srcu_reschedule(ssp, srcu_get_delay(ssp));
1255 }
1256
1257 void srcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type,
1258                              struct srcu_struct *ssp, int *flags,
1259                              unsigned long *gp_seq)
1260 {
1261         if (test_type != SRCU_FLAVOR)
1262                 return;
1263         *flags = 0;
1264         *gp_seq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
1265 }
1266 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcutorture_get_gp_data);
1267
1268 void srcu_torture_stats_print(struct srcu_struct *ssp, char *tt, char *tf)
1269 {
1270         int cpu;
1271         int idx;
1272         unsigned long s0 = 0, s1 = 0;
1273
1274         idx = ssp->srcu_idx & 0x1;
1275         pr_alert("%s%s Tree SRCU g%ld per-CPU(idx=%d):",
1276                  tt, tf, rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq), idx);
1277         for_each_possible_cpu(cpu) {
1278                 unsigned long l0, l1;
1279                 unsigned long u0, u1;
1280                 long c0, c1;
1281                 struct srcu_data *sdp;
1282
1283                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
1284                 u0 = data_race(sdp->srcu_unlock_count[!idx]);
1285                 u1 = data_race(sdp->srcu_unlock_count[idx]);
1286
1287                 /*
1288                  * Make sure that a lock is always counted if the corresponding
1289                  * unlock is counted.
1290                  */
1291                 smp_rmb();
1292
1293                 l0 = data_race(sdp->srcu_lock_count[!idx]);
1294                 l1 = data_race(sdp->srcu_lock_count[idx]);
1295
1296                 c0 = l0 - u0;
1297                 c1 = l1 - u1;
1298                 pr_cont(" %d(%ld,%ld %c)",
1299                         cpu, c0, c1,
1300                         "C."[rcu_segcblist_empty(&sdp->srcu_cblist)]);
1301                 s0 += c0;
1302                 s1 += c1;
1303         }
1304         pr_cont(" T(%ld,%ld)\n", s0, s1);
1305 }
1306 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_torture_stats_print);
1307
1308 static int __init srcu_bootup_announce(void)
1309 {
1310         pr_info("Hierarchical SRCU implementation.\n");
1311         if (exp_holdoff != DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF)
1312                 pr_info("\tNon-default auto-expedite holdoff of %lu ns.\n", exp_holdoff);
1313         return 0;
1314 }
1315 early_initcall(srcu_bootup_announce);
1316
1317 void __init srcu_init(void)
1318 {
1319         struct srcu_struct *ssp;
1320
1321         srcu_init_done = true;
1322         while (!list_empty(&srcu_boot_list)) {
1323                 ssp = list_first_entry(&srcu_boot_list, struct srcu_struct,
1324                                       work.work.entry);
1325                 check_init_srcu_struct(ssp);
1326                 list_del_init(&ssp->work.work.entry);
1327                 queue_work(rcu_gp_wq, &ssp->work.work);
1328         }
1329 }
1330
1331 #ifdef CONFIG_MODULES
1332
1333 /* Initialize any global-scope srcu_struct structures used by this module. */
1334 static int srcu_module_coming(struct module *mod)
1335 {
1336         int i;
1337         struct srcu_struct **sspp = mod->srcu_struct_ptrs;
1338         int ret;
1339
1340         for (i = 0; i < mod->num_srcu_structs; i++) {
1341                 ret = init_srcu_struct(*(sspp++));
1342                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
1343                         return ret;
1344         }
1345         return 0;
1346 }
1347
1348 /* Clean up any global-scope srcu_struct structures used by this module. */
1349 static void srcu_module_going(struct module *mod)
1350 {
1351         int i;
1352         struct srcu_struct **sspp = mod->srcu_struct_ptrs;
1353
1354         for (i = 0; i < mod->num_srcu_structs; i++)
1355                 cleanup_srcu_struct(*(sspp++));
1356 }
1357
1358 /* Handle one module, either coming or going. */
1359 static int srcu_module_notify(struct notifier_block *self,
1360                               unsigned long val, void *data)
1361 {
1362         struct module *mod = data;
1363         int ret = 0;
1364
1365         switch (val) {
1366         case MODULE_STATE_COMING:
1367                 ret = srcu_module_coming(mod);
1368                 break;
1369         case MODULE_STATE_GOING:
1370                 srcu_module_going(mod);
1371                 break;
1372         default:
1373                 break;
1374         }
1375         return ret;
1376 }
1377
1378 static struct notifier_block srcu_module_nb = {
1379         .notifier_call = srcu_module_notify,
1380         .priority = 0,
1381 };
1382
1383 static __init int init_srcu_module_notifier(void)
1384 {
1385         int ret;
1386
1387         ret = register_module_notifier(&srcu_module_nb);
1388         if (ret)
1389                 pr_warn("Failed to register srcu module notifier\n");
1390         return ret;
1391 }
1392 late_initcall(init_srcu_module_notifier);
1393
1394 #endif /* #ifdef CONFIG_MODULES */