5febb76809f665a00a63da9bf27ae6fa7af91e6a
[linux-2.6-microblaze.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 = 1,
269         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
270         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
271 };
272
273 /*
274  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
275  * called when not already in an extended quiescent state.
276  */
277 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
278 {
279         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
280         int seq;
281
282         /*
283          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
284          * critical sections, and we also must force ordering with the
285          * next idle sojourn.
286          */
287         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
288         /* Better be in an extended quiescent state! */
289         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
290                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
291         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
292         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
293                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
294 }
295
296 /*
297  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
298  * called from an extended quiescent state.
299  */
300 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
301 {
302         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
303         int seq;
304
305         /*
306          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
307          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
308          * critical section.
309          */
310         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
311         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
312                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
313         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
314                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
315                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
316                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
317                 rcu_eqs_special_exit();
318         }
319 }
320
321 /*
322  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
323  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
324  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
325  * to the next non-quiescent value.
326  *
327  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
328  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
329  * or when the corresponding CPU is offline.
330  */
331 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
332 {
333         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
334
335         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
336                 return;
337         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
338 }
339
340 /*
341  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
342  *
343  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
344  */
345 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
346 {
347         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
348
349         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
350 }
351
352 /*
353  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
354  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
355  */
356 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
357 {
358         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
359
360         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
361 }
362
363 /*
364  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
365  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
366  */
367 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
368 {
369         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
370 }
371
372 /*
373  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
374  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
375  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
376  */
377 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
378 {
379         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
380 }
381
382 /*
383  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
384  * momentary idle-CPU quiescent state.
385  */
386 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
387 {
388         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
389         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
390                                         &rdtp->dynticks);
391
392         /* It is illegal to call this from idle state. */
393         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
394 }
395
396 /*
397  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
398  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
399  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
400  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
401  * an extended quiescent state.
402  */
403 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
404 {
405         int old;
406         int new;
407         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
408
409         do {
410                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
411                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
412                         return false;
413                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
414         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
415         return true;
416 }
417
418 /*
419  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
420  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
421  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
422  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
423  * this CPU might (or might not) do in the near future.
424  *
425  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
426  *
427  * The caller must have disabled interrupts.
428  */
429 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
430 {
431         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
432         rcu_dynticks_momentary_idle();
433 }
434
435 /*
436  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
437  * and requires special handling for preemptible RCU.
438  * The caller must have disabled interrupts.
439  */
440 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
441 {
442         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
443         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
444         rcu_sched_qs();
445         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
446         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
447         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
448                 goto out;
449         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
450         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
451                 rcu_momentary_dyntick_idle();
452         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
453         if (!preempt)
454                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
455 out:
456         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
457         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
458 }
459 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
460
461 /*
462  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
463  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
464  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
465  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
466  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
467  * all RCU flavors.
468  *
469  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
470  * called externally, but just in case this is called from within this
471  * file.
472  *
473  */
474 void rcu_all_qs(void)
475 {
476         unsigned long flags;
477
478         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
479                 return;
480         preempt_disable();
481         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
482         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
483                 preempt_enable();
484                 return;
485         }
486         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
487         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
488         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
489                 local_irq_save(flags);
490                 rcu_momentary_dyntick_idle();
491                 local_irq_restore(flags);
492         }
493         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
494                 rcu_sched_qs();
495         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
496         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
497         preempt_enable();
498 }
499 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
500
501 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
502 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
503 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
504 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
505 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
506 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
507
508 module_param(blimit, long, 0444);
509 module_param(qhimark, long, 0444);
510 module_param(qlowmark, long, 0444);
511
512 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
513 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
514 static bool rcu_kick_kthreads;
515
516 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
517 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
518 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
519
520 /*
521  * How long the grace period must be before we start recruiting
522  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
523  */
524 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
525 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
526
527 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
528                                   struct rcu_data *rdp);
529 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
530 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
531 static int rcu_pending(void);
532
533 /*
534  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
535  */
536 unsigned long rcu_batches_started(void)
537 {
538         return rcu_state_p->gpnum;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
541
542 /*
543  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
544  */
545 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
546 {
547         return rcu_sched_state.gpnum;
548 }
549 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
550
551 /*
552  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
553  */
554 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
555 {
556         return rcu_bh_state.gpnum;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
559
560 /*
561  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
562  */
563 unsigned long rcu_batches_completed(void)
564 {
565         return rcu_state_p->completed;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
568
569 /*
570  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
571  */
572 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
573 {
574         return rcu_sched_state.completed;
575 }
576 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
577
578 /*
579  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
580  */
581 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
582 {
583         return rcu_bh_state.completed;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
586
587 /*
588  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
589  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
590  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
591  * the cumulative batches since boot.
592  */
593 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
594 {
595         return rcu_state_p->expedited_sequence;
596 }
597 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
598
599 /*
600  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
601  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
602  */
603 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
604 {
605         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
606 }
607 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
608
609 /*
610  * Force a quiescent state.
611  */
612 void rcu_force_quiescent_state(void)
613 {
614         force_quiescent_state(rcu_state_p);
615 }
616 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
617
618 /*
619  * Force a quiescent state for RCU BH.
620  */
621 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
622 {
623         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
624 }
625 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
626
627 /*
628  * Force a quiescent state for RCU-sched.
629  */
630 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
631 {
632         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
633 }
634 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
635
636 /*
637  * Show the state of the grace-period kthreads.
638  */
639 void show_rcu_gp_kthreads(void)
640 {
641         struct rcu_state *rsp;
642
643         for_each_rcu_flavor(rsp) {
644                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
645                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
646                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
647         }
648 }
649 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
650
651 /*
652  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
653  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
654  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
655  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
656  * store this state in rcutorture itself.
657  */
658 void rcutorture_record_test_transition(void)
659 {
660         rcutorture_testseq++;
661         rcutorture_vernum = 0;
662 }
663 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
664
665 /*
666  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
667  */
668 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
669                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
670 {
671         struct rcu_state *rsp = NULL;
672
673         switch (test_type) {
674         case RCU_FLAVOR:
675                 rsp = rcu_state_p;
676                 break;
677         case RCU_BH_FLAVOR:
678                 rsp = &rcu_bh_state;
679                 break;
680         case RCU_SCHED_FLAVOR:
681                 rsp = &rcu_sched_state;
682                 break;
683         default:
684                 break;
685         }
686         if (rsp == NULL)
687                 return;
688         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
689         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
690         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
691 }
692 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
693
694 /*
695  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
696  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
697  * messages.
698  */
699 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
700 {
701         rcutorture_vernum++;
702 }
703 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
704
705 /*
706  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
707  */
708 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
709 {
710         return &rsp->node[0];
711 }
712
713 /*
714  * Is there any need for future grace periods?
715  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
716  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
717  */
718 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
719 {
720         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
721         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
722         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
723
724         lockdep_assert_irqs_disabled();
725         return READ_ONCE(*fp);
726 }
727
728 /*
729  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
730  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
731  * normal callback registry.
732  */
733 static bool
734 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
735 {
736         lockdep_assert_irqs_disabled();
737         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
738                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
739         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
740                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
741         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
742                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
743         if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
744                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
745         if (rcu_segcblist_future_gp_needed(&rdp->cblist,
746                                            READ_ONCE(rsp->completed)))
747                 return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
748         return false; /* No grace period needed. */
749 }
750
751 /*
752  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is entering an extended quiescent state
753  *
754  * Enter idle, doing appropriate accounting.  The caller must have
755  * disabled interrupts.
756  */
757 static void rcu_eqs_enter_common(bool user)
758 {
759         struct rcu_state *rsp;
760         struct rcu_data *rdp;
761         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
762
763         lockdep_assert_irqs_disabled();
764         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
765         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
766             !user && !is_idle_task(current)) {
767                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
768                         idle_task(smp_processor_id());
769
770                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
771                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
772                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
773                           current->pid, current->comm,
774                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
775         }
776         for_each_rcu_flavor(rsp) {
777                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
778                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
779         }
780         rcu_prepare_for_idle();
781         rdtp->dynticks_nesting = 0;
782         rcu_dynticks_eqs_enter();
783         rcu_dynticks_task_enter();
784
785         /*
786          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
787          * in an RCU read-side critical section.
788          */
789         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
790                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
791         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
792                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
793         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
794                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
795 }
796
797 /*
798  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
799  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
800  *
801  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
802  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
803  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
804  */
805 static void rcu_eqs_enter(bool user)
806 {
807         struct rcu_dynticks *rdtp;
808
809         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
810         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
811         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
812                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
813         if (rdtp->dynticks_nesting == 1)
814                 rcu_eqs_enter_common(user);
815         else
816                 rdtp->dynticks_nesting--;
817 }
818
819 /**
820  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
821  *
822  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
823  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
824  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
825  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
826  *
827  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
828  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
829  */
830 void rcu_idle_enter(void)
831 {
832         lockdep_assert_irqs_disabled();
833         rcu_eqs_enter(false);
834 }
835
836 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
837 /**
838  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
839  *
840  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
841  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
842  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
843  * when the CPU runs in userspace.
844  *
845  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
846  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
847  */
848 void rcu_user_enter(void)
849 {
850         lockdep_assert_irqs_disabled();
851         rcu_eqs_enter(true);
852 }
853 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
854
855 /**
856  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
857  *
858  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
859  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
860  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
861  * being RCU-idle.
862  *
863  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
864  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
865  */
866 void rcu_nmi_exit(void)
867 {
868         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
869
870         /*
871          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
872          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
873          * to us!)
874          */
875         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
876         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
877
878         /*
879          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
880          * leave it in non-RCU-idle state.
881          */
882         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
883                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
884                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
885                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
886                 return;
887         }
888
889         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
890         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
891         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
892         rcu_dynticks_eqs_enter();
893 }
894
895 /**
896  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
897  *
898  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
899  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
900  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
901  *
902  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
903  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
904  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
905  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
906  *
907  * Use things like work queues to work around this limitation.
908  *
909  * You have been warned.
910  *
911  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
912  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
913  */
914 void rcu_irq_exit(void)
915 {
916         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
917
918         lockdep_assert_irqs_disabled();
919         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
920                 rcu_prepare_for_idle();
921         rcu_nmi_exit();
922         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
923                 rcu_dynticks_task_enter();
924 }
925
926 /*
927  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
928  *
929  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
930  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
931  */
932 void rcu_irq_exit_irqson(void)
933 {
934         unsigned long flags;
935
936         local_irq_save(flags);
937         rcu_irq_exit();
938         local_irq_restore(flags);
939 }
940
941 /*
942  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
943  *
944  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
945  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
946  * The caller must have disabled interrupts.
947  */
948 static void rcu_eqs_exit_common(long newval, int user)
949 {
950         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
951
952         rcu_dynticks_task_exit();
953         rcu_dynticks_eqs_exit();
954         rcu_cleanup_after_idle();
955         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, newval, rdtp->dynticks);
956         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
957             !user && !is_idle_task(current)) {
958                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
959                         idle_task(smp_processor_id());
960
961                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, newval, rdtp->dynticks);
962                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
963                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
964                           current->pid, current->comm,
965                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
966         }
967 }
968
969 /*
970  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
971  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
972  *
973  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
974  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
975  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
976  */
977 static void rcu_eqs_exit(bool user)
978 {
979         struct rcu_dynticks *rdtp;
980         long oldval;
981
982         lockdep_assert_irqs_disabled();
983         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
984         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
985         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
986         if (oldval) {
987                 rdtp->dynticks_nesting++;
988         } else {
989                 rcu_eqs_exit_common(1, user);
990                 rdtp->dynticks_nesting = 1;
991                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
992         }
993 }
994
995 /**
996  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
997  *
998  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
999  * read-side critical sections can occur.
1000  *
1001  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
1002  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1003  */
1004 void rcu_idle_exit(void)
1005 {
1006         unsigned long flags;
1007
1008         local_irq_save(flags);
1009         rcu_eqs_exit(false);
1010         local_irq_restore(flags);
1011 }
1012
1013 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1014 /**
1015  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
1016  *
1017  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
1018  * run a RCU read side critical section anytime.
1019  *
1020  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
1021  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1022  */
1023 void rcu_user_exit(void)
1024 {
1025         rcu_eqs_exit(1);
1026 }
1027 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1028
1029 /**
1030  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1031  *
1032  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1033  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1034  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1035  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1036  * run out of stack space first.)
1037  *
1038  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
1039  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1040  */
1041 void rcu_nmi_enter(void)
1042 {
1043         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1044         long incby = 2;
1045
1046         /* Complain about underflow. */
1047         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1048
1049         /*
1050          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1051          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1052          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1053          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1054          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1055          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1056          */
1057         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1058                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1059                 incby = 1;
1060         }
1061         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1062                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1063                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
1064         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1065                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1066         barrier();
1067 }
1068
1069 /**
1070  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1071  *
1072  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1073  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1074  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1075  *
1076  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1077  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1078  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1079  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1080  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1081  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1082  * But very infrequently and irreproducibly.
1083  *
1084  * Use things like work queues to work around this limitation.
1085  *
1086  * You have been warned.
1087  *
1088  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1089  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1090  */
1091 void rcu_irq_enter(void)
1092 {
1093         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1094
1095         lockdep_assert_irqs_disabled();
1096         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
1097                 rcu_dynticks_task_exit();
1098         rcu_nmi_enter();
1099         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
1100                 rcu_cleanup_after_idle();
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1105  *
1106  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1107  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1108  */
1109 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1110 {
1111         unsigned long flags;
1112
1113         local_irq_save(flags);
1114         rcu_irq_enter();
1115         local_irq_restore(flags);
1116 }
1117
1118 /**
1119  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1120  *
1121  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1122  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1123  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1124  * or NMI handler, return true.
1125  */
1126 bool notrace rcu_is_watching(void)
1127 {
1128         bool ret;
1129
1130         preempt_disable_notrace();
1131         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1132         preempt_enable_notrace();
1133         return ret;
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1136
1137 /*
1138  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1139  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1140  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1141  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1142  * time around this task will generate another request.
1143  */
1144 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1145 {
1146         int cpu;
1147
1148         barrier();
1149         cpu = task_cpu(t);
1150         if (!task_curr(t))
1151                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1152         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1153 }
1154
1155 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1156
1157 /*
1158  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1159  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1160  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1161  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1162  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1163  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1164  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1165  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1166  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1167  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1168  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1169  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1170  * of the CPU.
1171  *
1172  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1173  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1174  *
1175  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1176  * errors from NMI handlers anyway.
1177  */
1178 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1179 {
1180         struct rcu_data *rdp;
1181         struct rcu_node *rnp;
1182         bool ret;
1183
1184         if (in_nmi())
1185                 return true;
1186         preempt_disable();
1187         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1188         rnp = rdp->mynode;
1189         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1190               !rcu_scheduler_fully_active;
1191         preempt_enable();
1192         return ret;
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1195
1196 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1197
1198 /**
1199  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1200  *
1201  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1202  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1203  * disabled preemption.
1204  */
1205 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1206 {
1207         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1208                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1213  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1214  * of the rcu_node ->gpnum counter with respect to the rcu_data counters.
1215  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1216  * code whatsoever.
1217  */
1218 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1219 {
1220         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1221         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1222                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1223         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gpnum + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1224                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum + ULONG_MAX / 4;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1229  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1230  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1231  */
1232 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1233 {
1234         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1235         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1236                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1237                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1238                 return 1;
1239         }
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1245  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1246  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1247  * there is unexpected state on entry.
1248  */
1249 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1250 {
1251         struct rcu_data *rdp;
1252         struct rcu_node *rnp;
1253
1254         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1255         rnp = rdp->mynode;
1256         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1257         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1258                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1259                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1260         }
1261         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1266  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1267  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1268  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1269  */
1270 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1271 {
1272         unsigned long jtsq;
1273         bool *rnhqp;
1274         bool *ruqp;
1275         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1276
1277         /*
1278          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1279          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1280          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1281          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1282          * read-side critical section that started before the beginning
1283          * of the current RCU grace period.
1284          */
1285         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1286                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1287                 rdp->dynticks_fqs++;
1288                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1289                 return 1;
1290         }
1291
1292         /*
1293          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1294          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1295          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1296          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1297          */
1298         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1299         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1300         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1301             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1302             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1303                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1304                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1305                 return 1;
1306         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1307                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1308                 smp_store_release(ruqp, true);
1309         }
1310
1311         /* Check for the CPU being offline. */
1312         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1313                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1314                 rdp->offline_fqs++;
1315                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1316                 return 1;
1317         }
1318
1319         /*
1320          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1321          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1322          * even context-switching back and forth between a pair of
1323          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1324          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1325          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1326          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1327          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1328          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1329          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1330          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1331          * there are at most four threads involved, and because the
1332          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1333          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1334          * quite low.
1335          */
1336         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1337         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1338             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1339              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1340                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1341                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1342                 smp_store_release(ruqp, true);
1343                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1344         }
1345
1346         /*
1347          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1348          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1349          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1350          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1351          */
1352         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1353                 resched_cpu(rdp->cpu);
1354                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1355                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gpnum != rnp->gpnum &&
1356                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1357                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1358                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1359                         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1360                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1361                 }
1362         }
1363
1364         return 0;
1365 }
1366
1367 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1368 {
1369         unsigned long j = jiffies;
1370         unsigned long j1;
1371
1372         rsp->gp_start = j;
1373         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1374         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1375         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1376         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1377         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1378 }
1379
1380 /*
1381  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1382  */
1383 static const char *gp_state_getname(short gs)
1384 {
1385         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1386                 return "???";
1387         return gp_state_names[gs];
1388 }
1389
1390 /*
1391  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1392  */
1393 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1394 {
1395         unsigned long gpa;
1396         unsigned long j;
1397
1398         j = jiffies;
1399         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1400         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1401                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1402                        rsp->name, j - gpa,
1403                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1404                        rsp->gp_flags,
1405                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1406                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1407                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1408                 if (rsp->gp_kthread) {
1409                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1410                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1411                 }
1412         }
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1417  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1418  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1419  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1420  */
1421 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1422 {
1423         int cpu;
1424         unsigned long flags;
1425         struct rcu_node *rnp;
1426
1427         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1428                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1429                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1430                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1431                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1432                                         dump_cpu_task(cpu);
1433                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1434         }
1435 }
1436
1437 /*
1438  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1439  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1440  */
1441 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1442 {
1443         unsigned long j;
1444
1445         if (!rcu_kick_kthreads)
1446                 return;
1447         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1448         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1449             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1450                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1451                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1452                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1453                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1454         }
1455 }
1456
1457 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1458 {
1459         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1460                 panic("RCU Stall\n");
1461 }
1462
1463 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1464 {
1465         int cpu;
1466         long delta;
1467         unsigned long flags;
1468         unsigned long gpa;
1469         unsigned long j;
1470         int ndetected = 0;
1471         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1472         long totqlen = 0;
1473
1474         /* Kick and suppress, if so configured. */
1475         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1476         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1477                 return;
1478
1479         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1480
1481         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1482         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1483         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1484                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1485                 return;
1486         }
1487         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1488                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1489         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1490
1491         /*
1492          * OK, time to rat on our buddy...
1493          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1494          * RCU CPU stall warnings.
1495          */
1496         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1497                rsp->name);
1498         print_cpu_stall_info_begin();
1499         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1500                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1501                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1502                 if (rnp->qsmask != 0) {
1503                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1504                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1505                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1506                                         ndetected++;
1507                                 }
1508                 }
1509                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1510         }
1511
1512         print_cpu_stall_info_end();
1513         for_each_possible_cpu(cpu)
1514                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1515                                                             cpu)->cblist);
1516         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1517                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1518                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1519         if (ndetected) {
1520                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1521
1522                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1523                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1524         } else {
1525                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1526                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1527                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1528                 } else {
1529                         j = jiffies;
1530                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1531                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1532                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1533                                jiffies_till_next_fqs,
1534                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1535                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1536                         sched_show_task(current);
1537                 }
1538         }
1539
1540         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1541
1542         panic_on_rcu_stall();
1543
1544         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1545 }
1546
1547 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1548 {
1549         int cpu;
1550         unsigned long flags;
1551         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1552         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1553         long totqlen = 0;
1554
1555         /* Kick and suppress, if so configured. */
1556         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1557         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1558                 return;
1559
1560         /*
1561          * OK, time to rat on ourselves...
1562          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1563          * RCU CPU stall warnings.
1564          */
1565         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1566         print_cpu_stall_info_begin();
1567         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1568         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1569         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1570         print_cpu_stall_info_end();
1571         for_each_possible_cpu(cpu)
1572                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1573                                                             cpu)->cblist);
1574         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1575                 jiffies - rsp->gp_start,
1576                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1577
1578         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1579
1580         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1581
1582         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1583         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1584                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1585                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1586         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1587
1588         panic_on_rcu_stall();
1589
1590         /*
1591          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1592          *
1593          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1594          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1595          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1596          */
1597         resched_cpu(smp_processor_id());
1598 }
1599
1600 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1601 {
1602         unsigned long completed;
1603         unsigned long gpnum;
1604         unsigned long gps;
1605         unsigned long j;
1606         unsigned long js;
1607         struct rcu_node *rnp;
1608
1609         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1610             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1611                 return;
1612         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1613         j = jiffies;
1614
1615         /*
1616          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1617          *
1618          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1619          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1620          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1621          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1622          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1623          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1624          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1625          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1626          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1627          * from rsp->gpnum.
1628          *
1629          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1630          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1631          */
1632         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1633         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1634         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1635         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1636         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1637         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1638         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1639         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1640             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1641             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1642                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1643         rnp = rdp->mynode;
1644         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1645             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1646
1647                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1648                 print_cpu_stall(rsp);
1649
1650         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1651                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1652
1653                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1654                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1655         }
1656 }
1657
1658 /**
1659  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1660  *
1661  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1662  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1663  * RCU grace periods.
1664  *
1665  * The caller must disable hard irqs.
1666  */
1667 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1668 {
1669         struct rcu_state *rsp;
1670
1671         for_each_rcu_flavor(rsp)
1672                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1677  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1678  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1679  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1680  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1681  *
1682  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1683  */
1684 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1685                                        struct rcu_node *rnp)
1686 {
1687         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1688
1689         /*
1690          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1691          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1692          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1693          * period might have started, but just not yet gotten around
1694          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1695          */
1696         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1697                 return rnp->completed + 1;
1698
1699         /*
1700          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1701          * then the subsequent full grace period.
1702          */
1703         return rnp->completed + 2;
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1708  * rcu_nocb_wait_gp().
1709  */
1710 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1711                                 unsigned long c, const char *s)
1712 {
1713         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1714                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1715                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1720  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1721  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1722  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1723  *
1724  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1725  */
1726 static bool __maybe_unused
1727 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1728                     unsigned long *c_out)
1729 {
1730         unsigned long c;
1731         bool ret = false;
1732         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1733
1734         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1735
1736         /*
1737          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1738          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1739          */
1740         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1741         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1742         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1743                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1744                 goto out;
1745         }
1746
1747         /*
1748          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1749          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1750          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1751          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1752          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1753          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1754          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1755          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1756          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1757          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1758          * doing some extra useless work.
1759          */
1760         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1761             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1762                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1763                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1764                 goto out;
1765         }
1766
1767         /*
1768          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1769          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1770          * start one (if needed).
1771          */
1772         if (rnp != rnp_root)
1773                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1774
1775         /*
1776          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1777          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1778          * earlier.  Adjust callbacks as needed.
1779          */
1780         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1781         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1782                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1783
1784         /*
1785          * If the needed for the required grace period is already
1786          * recorded, trace and leave.
1787          */
1788         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1789                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1790                 goto unlock_out;
1791         }
1792
1793         /* Record the need for the future grace period. */
1794         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1795
1796         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1797         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1798                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1799         } else {
1800                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1801                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1802         }
1803 unlock_out:
1804         if (rnp != rnp_root)
1805                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1806 out:
1807         if (c_out != NULL)
1808                 *c_out = c;
1809         return ret;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1814  * whether any additional grace periods have been requested.
1815  */
1816 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1817 {
1818         int c = rnp->completed;
1819         int needmore;
1820         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1821
1822         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1823         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1824         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1825                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1826         return needmore;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1831  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1832  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1833  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1834  * a kthread that has not yet been created.
1835  */
1836 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1837 {
1838         if (current == rsp->gp_kthread ||
1839             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1840             !rsp->gp_kthread)
1841                 return;
1842         swake_up(&rsp->gp_wq);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1847  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1848  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1849  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1850  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1851  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1852  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1853  * awaken the RCU grace-period kthread.
1854  *
1855  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1856  */
1857 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1858                                struct rcu_data *rdp)
1859 {
1860         bool ret = false;
1861
1862         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1863
1864         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1865         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1866                 return false;
1867
1868         /*
1869          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1870          * information.  Something about the fact that getting exact
1871          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1872          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1873          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1874          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1875          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1876          * number.
1877          */
1878         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, rcu_cbs_completed(rsp, rnp)))
1879                 ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1880
1881         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1882         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1883                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1884         else
1885                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1886         return ret;
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1891  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1892  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1893  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1894  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1895  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1896  *
1897  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1898  */
1899 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1900                             struct rcu_data *rdp)
1901 {
1902         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1903
1904         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1905         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1906                 return false;
1907
1908         /*
1909          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1910          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1911          */
1912         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1913
1914         /* Classify any remaining callbacks. */
1915         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1920  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1921  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1922  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1923  */
1924 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1925                               struct rcu_data *rdp)
1926 {
1927         bool ret;
1928         bool need_gp;
1929
1930         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1931
1932         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1933         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1934             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1935
1936                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1937                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1938
1939         } else {
1940
1941                 /* Advance callbacks. */
1942                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1943
1944                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1945                 rdp->completed = rnp->completed;
1946                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1947         }
1948
1949         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1950                 /*
1951                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1952                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1953                  * go looking for one.
1954                  */
1955                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1956                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1957                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1958                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1959                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1960                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1961                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1962                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1963                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1964         }
1965         return ret;
1966 }
1967
1968 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1969 {
1970         unsigned long flags;
1971         bool needwake;
1972         struct rcu_node *rnp;
1973
1974         local_irq_save(flags);
1975         rnp = rdp->mynode;
1976         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1977              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1978              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1979             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1980                 local_irq_restore(flags);
1981                 return;
1982         }
1983         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1984         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1985         if (needwake)
1986                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1987 }
1988
1989 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1990 {
1991         if (delay > 0 &&
1992             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1993                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1998  */
1999 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
2000 {
2001         unsigned long oldmask;
2002         struct rcu_data *rdp;
2003         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2004
2005         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2006         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2007         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
2008                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
2009                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2010                 return false;
2011         }
2012         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
2013
2014         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
2015                 /*
2016                  * Grace period already in progress, don't start another.
2017                  * Not supposed to be able to happen.
2018                  */
2019                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2020                 return false;
2021         }
2022
2023         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
2024         record_gp_stall_check_time(rsp);
2025         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
2026         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
2027         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
2028         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2029
2030         /*
2031          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2032          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2033          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2034          * will handle subsequent offline CPUs.
2035          */
2036         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2037                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2038                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2039                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2040                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2041                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2042                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2043                         continue;
2044                 }
2045
2046                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2047                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2048                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2049
2050                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2051                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2052                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2053                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2054                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2055                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2056                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2057                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2058                 }
2059
2060                 /*
2061                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2062                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2063                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2064                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2065                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2066                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2067                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2068                  */
2069                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2070                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2071                      rnp->qsmaskinit)) {
2072                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2073                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2074                 }
2075
2076                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2077         }
2078
2079         /*
2080          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2081          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2082          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2083          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2084          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2085          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2086          * leaf node has been initialized.
2087          *
2088          * The grace period cannot complete until the initialization
2089          * process finishes, because this kthread handles both.
2090          */
2091         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2092                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2093                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2094                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2095                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2096                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2097                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2098                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2099                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2100                 if (rnp == rdp->mynode)
2101                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2102                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2103                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2104                                             rnp->level, rnp->grplo,
2105                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2106                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2107                 cond_resched_rcu_qs();
2108                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2109         }
2110
2111         return true;
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
2116  * time.
2117  */
2118 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2119 {
2120         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2121
2122         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2123         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2124         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2125                 return true;
2126
2127         /* The current grace period has completed. */
2128         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2129                 return true;
2130
2131         return false;
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Do one round of quiescent-state forcing.
2136  */
2137 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2138 {
2139         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2140
2141         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2142         rsp->n_force_qs++;
2143         if (first_time) {
2144                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2145                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2146         } else {
2147                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2148                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2149         }
2150         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2151         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2152                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2153                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2154                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2155                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2156         }
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Clean up after the old grace period.
2161  */
2162 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2163 {
2164         unsigned long gp_duration;
2165         bool needgp = false;
2166         int nocb = 0;
2167         struct rcu_data *rdp;
2168         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2169         struct swait_queue_head *sq;
2170
2171         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2172         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2173         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2174         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2175                 rsp->gp_max = gp_duration;
2176
2177         /*
2178          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2179          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2180          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2181          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2182          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2183          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2184          */
2185         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2186
2187         /*
2188          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2189          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2190          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2191          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2192          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2193          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2194          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2195          */
2196         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2197                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2198                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2199                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2200                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2201                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2202                 if (rnp == rdp->mynode)
2203                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2204                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2205                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2206                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2207                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2208                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2209                 cond_resched_rcu_qs();
2210                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2211                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2212         }
2213         rnp = rcu_get_root(rsp);
2214         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2215         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2216
2217         /* Declare grace period done. */
2218         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2219         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2220         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2221         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2222         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2223         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2224         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2225                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2226                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2227                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2228                                        TPS("newreq"));
2229         }
2230         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Body of kthread that handles grace periods.
2235  */
2236 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2237 {
2238         bool first_gp_fqs;
2239         int gf;
2240         unsigned long j;
2241         int ret;
2242         struct rcu_state *rsp = arg;
2243         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2244
2245         rcu_bind_gp_kthread();
2246         for (;;) {
2247
2248                 /* Handle grace-period start. */
2249                 for (;;) {
2250                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2251                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2252                                                TPS("reqwait"));
2253                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2254                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2255                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2256                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2257                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2258                         if (rcu_gp_init(rsp))
2259                                 break;
2260                         cond_resched_rcu_qs();
2261                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2262                         WARN_ON(signal_pending(current));
2263                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2264                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2265                                                TPS("reqwaitsig"));
2266                 }
2267
2268                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2269                 first_gp_fqs = true;
2270                 j = jiffies_till_first_fqs;
2271                 if (j > HZ) {
2272                         j = HZ;
2273                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2274                 }
2275                 ret = 0;
2276                 for (;;) {
2277                         if (!ret) {
2278                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2279                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2280                                            jiffies + 3 * j);
2281                         }
2282                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2283                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2284                                                TPS("fqswait"));
2285                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2286                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2287                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2288                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2289                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2290                         /* If grace period done, leave loop. */
2291                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2292                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2293                                 break;
2294                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2295                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2296                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2297                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2298                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2299                                                        TPS("fqsstart"));
2300                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2301                                 first_gp_fqs = false;
2302                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2303                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2304                                                        TPS("fqsend"));
2305                                 cond_resched_rcu_qs();
2306                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2307                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2308                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2309                                 if (j > HZ) {
2310                                         j = HZ;
2311                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2312                                 } else if (j < 1) {
2313                                         j = 1;
2314                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2315                                 }
2316                         } else {
2317                                 /* Deal with stray signal. */
2318                                 cond_resched_rcu_qs();
2319                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2320                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2321                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2322                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2323                                                        TPS("fqswaitsig"));
2324                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2325                                 j = jiffies;
2326                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2327                                         j = 1;
2328                                 else
2329                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2330                         }
2331                 }
2332
2333                 /* Handle grace-period end. */
2334                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2335                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2336                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2337         }
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2342  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2343  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2344  *
2345  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2346  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2347  * quiescent state.
2348  *
2349  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2350  */
2351 static bool
2352 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2353                       struct rcu_data *rdp)
2354 {
2355         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2356         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2357                 /*
2358                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2359                  * task, this CPU does not need another grace period,
2360                  * or a grace period is already in progress.
2361                  * Either way, don't start a new grace period.
2362                  */
2363                 return false;
2364         }
2365         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2366         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2367                                TPS("newreq"));
2368
2369         /*
2370          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2371          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2372          * the wakeup to our caller.
2373          */
2374         return true;
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2379  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2380  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2381  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2382  * that is encountered beforehand.
2383  *
2384  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2385  */
2386 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2387 {
2388         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2389         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2390         bool ret = false;
2391
2392         /*
2393          * If there is no grace period in progress right now, any
2394          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2395          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2396          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2397          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2398          * then start the grace period!
2399          */
2400         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2401         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2402         return ret;
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2407  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2408  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2409  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2410  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2411  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2412  * which is released before return.
2413  */
2414 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2415         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2416 {
2417         lockdep_assert_held(&rcu_get_root(rsp)->lock);
2418         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2419         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2420         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2421         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2426  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2427  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2428  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2429  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2430  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2431  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2432  * must be held upon entry, and it is released before return.
2433  */
2434 static void
2435 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2436                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2437         __releases(rnp->lock)
2438 {
2439         unsigned long oldmask = 0;
2440         struct rcu_node *rnp_c;
2441
2442         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2443
2444         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2445         for (;;) {
2446                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2447
2448                         /*
2449                          * Our bit has already been cleared, or the
2450                          * relevant grace period is already over, so done.
2451                          */
2452                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2453                         return;
2454                 }
2455                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2456                 WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1 &&
2457                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2458                 rnp->qsmask &= ~mask;
2459                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2460                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2461                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2462                                                  !!rnp->gp_tasks);
2463                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2464
2465                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2466                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2467                         return;
2468                 }
2469                 mask = rnp->grpmask;
2470                 if (rnp->parent == NULL) {
2471
2472                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2473
2474                         break;
2475                 }
2476                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2477                 rnp_c = rnp;
2478                 rnp = rnp->parent;
2479                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2480                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2481         }
2482
2483         /*
2484          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2485          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2486          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2487          */
2488         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2493  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2494  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2495  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2496  * disabled.
2497  */
2498 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2499                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2500         __releases(rnp->lock)
2501 {
2502         unsigned long gps;
2503         unsigned long mask;
2504         struct rcu_node *rnp_p;
2505
2506         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2507         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2508             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2509                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2510                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2511         }
2512
2513         rnp_p = rnp->parent;
2514         if (rnp_p == NULL) {
2515                 /*
2516                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2517                  * try to report up to its nonexistent parent!
2518                  */
2519                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2520                 return;
2521         }
2522
2523         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2524         gps = rnp->gpnum;
2525         mask = rnp->grpmask;
2526         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2527         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2528         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2533  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2534  */
2535 static void
2536 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2537 {
2538         unsigned long flags;
2539         unsigned long mask;
2540         bool needwake;
2541         struct rcu_node *rnp;
2542
2543         rnp = rdp->mynode;
2544         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2545         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2546             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2547
2548                 /*
2549                  * The grace period in which this quiescent state was
2550                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2551                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2552                  * within the current grace period.
2553                  */
2554                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2555                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2556                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2557                 return;
2558         }
2559         mask = rdp->grpmask;
2560         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2561                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2562         } else {
2563                 rdp->core_needs_qs = false;
2564
2565                 /*
2566                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2567                  * callbacks can be processed during the next GP.
2568                  */
2569                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2570
2571                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2572                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2573                 if (needwake)
2574                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2575         }
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2580  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2581  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2582  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2583  */
2584 static void
2585 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2586 {
2587         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2588         note_gp_changes(rsp, rdp);
2589
2590         /*
2591          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2592          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2593          */
2594         if (!rdp->core_needs_qs)
2595                 return;
2596
2597         /*
2598          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2599          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2600          */
2601         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2602                 return;
2603
2604         /*
2605          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2606          * judge of that).
2607          */
2608         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2613  */
2614 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2615 {
2616         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2617         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2618         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2619
2620         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2621                 return;
2622
2623         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2624         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2625                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2626                                TPS("cpuofl"));
2627 }
2628
2629 /*
2630  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2631  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2632  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2633  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2634  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2635  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2636  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2637  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2638  * updated
2639  *
2640  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2641  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2642  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2643  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2644  * invoke it again.
2645  */
2646 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2647 {
2648         long mask;
2649         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2650
2651         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2652         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2653             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2654                 return;
2655         for (;;) {
2656                 mask = rnp->grpmask;
2657                 rnp = rnp->parent;
2658                 if (!rnp)
2659                         break;
2660                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2661                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2662                 rnp->qsmask &= ~mask;
2663                 if (rnp->qsmaskinit) {
2664                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2665                         /* irqs remain disabled. */
2666                         return;
2667                 }
2668                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2669         }
2670 }
2671
2672 /*
2673  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2674  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2675  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2676  * explicit locking.
2677  */
2678 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2679 {
2680         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2681         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2682
2683         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2684                 return;
2685
2686         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2687         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2688 }
2689
2690 /*
2691  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2692  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2693  */
2694 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2695 {
2696         unsigned long flags;
2697         struct rcu_head *rhp;
2698         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2699         long bl, count;
2700
2701         /* If no callbacks are ready, just return. */
2702         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2703                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2704                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2705                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2706                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2707                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2708                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2709                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2710                 return;
2711         }
2712
2713         /*
2714          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2715          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2716          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2717          */
2718         local_irq_save(flags);
2719         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2720         bl = rdp->blimit;
2721         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2722                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2723         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2724         local_irq_restore(flags);
2725
2726         /* Invoke callbacks. */
2727         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2728         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2729                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2730                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2731                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2732                 /*
2733                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2734                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2735                  */
2736                 if (-rcl.len >= bl &&
2737                     (need_resched() ||
2738                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2739                         break;
2740         }
2741
2742         local_irq_save(flags);
2743         count = -rcl.len;
2744         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2745                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2746
2747         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2748         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2749         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2750         rdp->n_cbs_invoked += count;
2751         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2752
2753         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2754         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2755         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2756                 rdp->blimit = blimit;
2757
2758         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2759         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2760                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2761                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2762         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2763                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2764         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2765
2766         local_irq_restore(flags);
2767
2768         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2769         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2770                 invoke_rcu_core();
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2775  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2776  * Also schedule RCU core processing.
2777  *
2778  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2779  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2780  */
2781 void rcu_check_callbacks(int user)
2782 {
2783         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2784         increment_cpu_stall_ticks();
2785         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2786
2787                 /*
2788                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2789                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2790                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2791                  * a quiescent state, so note it.
2792                  *
2793                  * No memory barrier is required here because both
2794                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2795                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2796                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2797                  */
2798
2799                 rcu_sched_qs();
2800                 rcu_bh_qs();
2801
2802         } else if (!in_softirq()) {
2803
2804                 /*
2805                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2806                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2807                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2808                  * critical section, so note it.
2809                  */
2810
2811                 rcu_bh_qs();
2812         }
2813         rcu_preempt_check_callbacks();
2814         if (rcu_pending())
2815                 invoke_rcu_core();
2816         if (user)
2817                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2818         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2823  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2824  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2825  *
2826  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2827  */
2828 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2829 {
2830         int cpu;
2831         unsigned long flags;
2832         unsigned long mask;
2833         struct rcu_node *rnp;
2834
2835         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2836                 cond_resched_rcu_qs();
2837                 mask = 0;
2838                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2839                 if (rnp->qsmask == 0) {
2840                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2841                             rsp != rcu_state_p ||
2842                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2843                                 /*
2844                                  * No point in scanning bits because they
2845                                  * are all zero.  But we might need to
2846                                  * priority-boost blocked readers.
2847                                  */
2848                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2849                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2850                                 continue;
2851                         }
2852                         if (rnp->parent &&
2853                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2854                                 /*
2855                                  * Race between grace-period
2856                                  * initialization and task exiting RCU
2857                                  * read-side critical section: Report.
2858                                  */
2859                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2860                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2861                                 continue;
2862                         }
2863                 }
2864                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2865                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2866                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2867                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2868                                         mask |= bit;
2869                         }
2870                 }
2871                 if (mask != 0) {
2872                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2873                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2874                 } else {
2875                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2876                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2877                 }
2878         }
2879 }
2880
2881 /*
2882  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2883  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2884  */
2885 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2886 {
2887         unsigned long flags;
2888         bool ret;
2889         struct rcu_node *rnp;
2890         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2891
2892         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2893         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2894         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2895                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2896                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2897                 if (rnp_old != NULL)
2898                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2899                 if (ret) {
2900                         rsp->n_force_qs_lh++;
2901                         return;
2902                 }
2903                 rnp_old = rnp;
2904         }
2905         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2906
2907         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2908         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2909         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2910         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2911                 rsp->n_force_qs_lh++;
2912                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2913                 return;  /* Someone beat us to it. */
2914         }
2915         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2916         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2917         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2918 }
2919
2920 /*
2921  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2922  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2923  * whom the rdp belongs.
2924  */
2925 static void
2926 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2927 {
2928         unsigned long flags;
2929         bool needwake;
2930         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2931
2932         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2933
2934         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2935         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2936
2937         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2938         local_irq_save(flags);
2939         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2940                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2941                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2942                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2943                 if (needwake)
2944                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2945         } else {
2946                 local_irq_restore(flags);
2947         }
2948
2949         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2950         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2951                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2952
2953         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2954         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Do RCU core processing for the current CPU.
2959  */
2960 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2961 {
2962         struct rcu_state *rsp;
2963
2964         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2965                 return;
2966         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2967         for_each_rcu_flavor(rsp)
2968                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2969         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2970 }
2971
2972 /*
2973  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2974  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2975  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2976  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2977  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2978  */
2979 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2980 {
2981         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2982                 return;
2983         if (likely(!rsp->boost)) {
2984                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2985                 return;
2986         }
2987         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2988 }
2989
2990 static void invoke_rcu_core(void)
2991 {
2992         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2993                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2998  */
2999 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3000                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3001 {
3002         bool needwake;
3003
3004         /*
3005          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3006          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3007          */
3008         if (!rcu_is_watching())
3009                 invoke_rcu_core();
3010
3011         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3012         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3013                 return;
3014
3015         /*
3016          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3017          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3018          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3019          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3020          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3021          */
3022         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
3023                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3024
3025                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3026                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3027
3028                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3029                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3030                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3031
3032                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3033                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3034                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3035                         if (needwake)
3036                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3037                 } else {
3038                         /* Give the grace period a kick. */
3039                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3040                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3041                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
3042                                 force_quiescent_state(rsp);
3043                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3044                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
3045                 }
3046         }
3047 }
3048
3049 /*
3050  * RCU callback function to leak a callback.
3051  */
3052 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3053 {
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3058  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3059  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3060  * is expected to specify a CPU.
3061  */
3062 static void
3063 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3064            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3065 {
3066         unsigned long flags;
3067         struct rcu_data *rdp;
3068
3069         /* Misaligned rcu_head! */
3070         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3071
3072         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3073                 /*
3074                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3075                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3076                  * time callback was passed to __call_rcu().
3077                  */
3078                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
3079                           head, head->func);
3080                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3081                 return;
3082         }
3083         head->func = func;
3084         head->next = NULL;
3085         local_irq_save(flags);
3086         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3087
3088         /* Add the callback to our list. */
3089         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
3090                 int offline;
3091
3092                 if (cpu != -1)
3093                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3094                 if (likely(rdp->mynode)) {
3095                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3096                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3097                         WARN_ON_ONCE(offline);
3098                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3099                         local_irq_restore(flags);
3100                         return;
3101                 }
3102                 /*
3103                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3104                  * and then drop through to queue the callback.
3105                  */
3106                 BUG_ON(cpu != -1);
3107                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3108                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3109                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3110         }
3111         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
3112         if (!lazy)
3113                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3114
3115         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3116                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3117                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3118                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3119         else
3120                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3121                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3122                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3123
3124         /* Go handle any RCU core processing required. */
3125         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3126         local_irq_restore(flags);
3127 }
3128
3129 /**
3130  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
3131  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3132  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3133  *
3134  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3135  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3136  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
3137  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
3138  * or on voluntary preemption.
3139  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3140  *
3141  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3142  * - anything that disables preemption.
3143  *
3144  *  These may be nested.
3145  *
3146  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3147  * memory ordering guarantees.
3148  */
3149 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3150 {
3151         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3152 }
3153 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3154
3155 /**
3156  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3157  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3158  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3159  *
3160  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3161  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3162  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3163  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3164  * handler. This means that read-side critical sections in process
3165  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3166  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3167  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3168  *
3169  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3170  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3171  *
3172  * These may be nested.
3173  *
3174  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3175  * memory ordering guarantees.
3176  */
3177 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3178 {
3179         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3182
3183 /*
3184  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3185  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3186  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3187  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3188  * function may only be called from __kfree_rcu().
3189  */
3190 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3191                     rcu_callback_t func)
3192 {
3193         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3194 }
3195 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3196
3197 /*
3198  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3199  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3200  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3201  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3202  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3203  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3204  * some overhead: RCU still operates correctly.
3205  */
3206 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3207 {
3208         int ret;
3209
3210         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3211         preempt_disable();
3212         ret = num_online_cpus() <= 1;
3213         preempt_enable();
3214         return ret;
3215 }
3216
3217 /**
3218  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3219  *
3220  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3221  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3222  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3223  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3224  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3225  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3226  * rcu_read_lock_sched().
3227  *
3228  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3229  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3230  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3231  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3232  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3233  *
3234  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3235  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3236  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3237  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3238  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3239  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3240  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3241  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3242  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3243  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3244  * that are executing in the kernel.
3245  *
3246  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3247  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3248  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3249  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3250  * again only if the system has more than one CPU).
3251  */
3252 void synchronize_sched(void)
3253 {
3254         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3255                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3256                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3257                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3258         if (rcu_blocking_is_gp())
3259                 return;
3260         if (rcu_gp_is_expedited())
3261                 synchronize_sched_expedited();
3262         else
3263                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3264 }
3265 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3266
3267 /**
3268  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3269  *
3270  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3271  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3272  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3273  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3274  * and may be nested.
3275  *
3276  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3277  * on memory ordering guarantees.
3278  */
3279 void synchronize_rcu_bh(void)
3280 {
3281         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3282                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3283                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3284                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3285         if (rcu_blocking_is_gp())
3286                 return;
3287         if (rcu_gp_is_expedited())
3288                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3289         else
3290                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3291 }
3292 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3293
3294 /**
3295  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3296  *
3297  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3298  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3299  * meantime.
3300  */
3301 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3302 {
3303         /*
3304          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3305          * before the load from ->gpnum.
3306          */
3307         smp_mb();  /* ^^^ */
3308
3309         /*
3310          * Make sure this load happens before the purportedly
3311          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3312          * and cond_synchronize_rcu().
3313          */
3314         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3315 }
3316 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3317
3318 /**
3319  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3320  *
3321  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3322  *
3323  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3324  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3325  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3326  *
3327  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3328  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3329  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3330  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3331  */
3332 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3333 {
3334         unsigned long newstate;
3335
3336         /*
3337          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3338          * actions the caller might carry out after we return.
3339          */
3340         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3341         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3342                 synchronize_rcu();
3343 }
3344 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3345
3346 /**
3347  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3348  *
3349  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3350  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3351  * meantime.
3352  */
3353 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3354 {
3355         /*
3356          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3357          * before the load from ->gpnum.
3358          */
3359         smp_mb();  /* ^^^ */
3360
3361         /*
3362          * Make sure this load happens before the purportedly
3363          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3364          * and cond_synchronize_sched().
3365          */
3366         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3367 }
3368 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3369
3370 /**
3371  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3372  *
3373  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3374  *
3375  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3376  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3377  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3378  *
3379  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3380  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3381  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3382  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3383  */
3384 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3385 {
3386         unsigned long newstate;
3387
3388         /*
3389          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3390          * actions the caller might carry out after we return.
3391          */
3392         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3393         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3394                 synchronize_sched();
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3397
3398 /*
3399  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3400  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3401  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3402  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3403  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3404  */
3405 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3406 {
3407         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3408
3409         rdp->n_rcu_pending++;
3410
3411         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3412         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3413
3414         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3415         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3416                 return 0;
3417
3418         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3419         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3420             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3421             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr)) {
3422                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3423         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3424                 rdp->n_rp_report_qs++;
3425                 return 1;
3426         }
3427
3428         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3429         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
3430                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3431                 return 1;
3432         }
3433
3434         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3435         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3436                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3437                 return 1;
3438         }
3439
3440         /* Has another RCU grace period completed?  */
3441         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3442                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3443                 return 1;
3444         }
3445
3446         /* Has a new RCU grace period started? */
3447         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3448             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3449                 rdp->n_rp_gp_started++;
3450                 return 1;
3451         }
3452
3453         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3454         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3455                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3456                 return 1;
3457         }
3458
3459         /* nothing to do */
3460         rdp->n_rp_need_nothing++;
3461         return 0;
3462 }
3463
3464 /*
3465  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3466  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3467  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3468  */
3469 static int rcu_pending(void)
3470 {
3471         struct rcu_state *rsp;
3472
3473         for_each_rcu_flavor(rsp)
3474                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3475                         return 1;
3476         return 0;
3477 }
3478
3479 /*
3480  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3481  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3482  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3483  */
3484 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3485 {
3486         bool al = true;
3487         bool hc = false;
3488         struct rcu_data *rdp;
3489         struct rcu_state *rsp;
3490
3491         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3492                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3493                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3494                         continue;
3495                 hc = true;
3496                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3497                         al = false;
3498                         break;
3499                 }
3500         }
3501         if (all_lazy)
3502                 *all_lazy = al;
3503         return hc;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3508  * the compiler is expected to optimize this away.
3509  */
3510 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3511                                int cpu, unsigned long done)
3512 {
3513         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3514                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3515 }
3516
3517 /*
3518  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3519  * up the task executing _rcu_barrier().
3520  */
3521 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3522 {
3523         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3524         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3525
3526         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3527                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3528                                    rsp->barrier_sequence);
3529                 complete(&rsp->barrier_completion);
3530         } else {
3531                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3532         }
3533 }
3534
3535 /*
3536  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3537  */
3538 static void rcu_barrier_func(void *type)
3539 {
3540         struct rcu_state *rsp = type;
3541         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3542
3543         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3544         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3545         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3546         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3547                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3548         } else {
3549                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3550                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3551                                    rsp->barrier_sequence);
3552         }
3553 }
3554
3555 /*
3556  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3557  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3558  */
3559 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3560 {
3561         int cpu;
3562         struct rcu_data *rdp;
3563         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3564
3565         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3566
3567         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3568         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3569
3570         /* Did someone else do our work for us? */
3571         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3572                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3573                                    rsp->barrier_sequence);
3574                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3575                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3576                 return;
3577         }
3578
3579         /* Mark the start of the barrier operation. */
3580         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3581         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3582
3583         /*
3584          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3585          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3586          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3587          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3588          */
3589         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3590         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3591         get_online_cpus();
3592
3593         /*
3594          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3595          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3596          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3597          */
3598         for_each_possible_cpu(cpu) {
3599                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3600                         continue;
3601                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3602                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3603                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3604                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3605                                                    rsp->barrier_sequence);
3606                         } else {
3607                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3608                                                    rsp->barrier_sequence);
3609                                 smp_mb__before_atomic();
3610                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3611                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3612                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3613                         }
3614                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3615                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3616                                            rsp->barrier_sequence);
3617                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3618                 } else {
3619                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3620                                            rsp->barrier_sequence);
3621                 }
3622         }
3623         put_online_cpus();
3624
3625         /*
3626          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3627          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3628          */
3629         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3630                 complete(&rsp->barrier_completion);
3631
3632         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3633         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3634
3635         /* Mark the end of the barrier operation. */
3636         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3637         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3638
3639         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3640         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3641 }
3642
3643 /**
3644  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3645  */
3646 void rcu_barrier_bh(void)
3647 {
3648         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3649 }
3650 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3651
3652 /**
3653  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3654  */
3655 void rcu_barrier_sched(void)
3656 {
3657         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3660
3661 /*
3662  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3663  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3664  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3665  * disabled.
3666  */
3667 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3668 {
3669         long mask;
3670         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3671
3672         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
3673         for (;;) {
3674                 mask = rnp->grpmask;
3675                 rnp = rnp->parent;
3676                 if (rnp == NULL)
3677                         return;
3678                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3679                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3680                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3681         }
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3686  */
3687 static void __init
3688 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3689 {
3690         unsigned long flags;
3691         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3692         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3693
3694         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3695         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3696         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3697         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3698         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3699         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3700         rdp->cpu = cpu;
3701         rdp->rsp = rsp;
3702         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3703         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3704 }
3705
3706 /*
3707  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3708  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3709  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3710  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3711  */
3712 static void
3713 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3714 {
3715         unsigned long flags;
3716         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3717         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3718
3719         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3720         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3721         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3722         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3723         rdp->blimit = blimit;
3724         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3725             !init_nocb_callback_list(rdp))
3726                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3727         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;
3728         rcu_dynticks_eqs_online();
3729         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3730
3731         /*
3732          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3733          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3734          * of the next grace period.
3735          */
3736         rnp = rdp->mynode;
3737         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3738         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3739         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3740         rdp->completed = rnp->completed;
3741         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3742         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3743         rdp->core_needs_qs = false;
3744         rdp->rcu_iw_pending = false;
3745         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum - 1;
3746         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3747         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3748 }
3749
3750 /*
3751  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3752  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3753  */
3754 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3755 {
3756         struct rcu_state *rsp;
3757
3758         for_each_rcu_flavor(rsp)
3759                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3760
3761         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3762         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3763
3764         return 0;
3765 }
3766
3767 /*
3768  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3769  */
3770 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3771 {
3772         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3773
3774         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3775 }
3776
3777 /*
3778  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3779  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3780  */
3781 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3782 {
3783         unsigned long flags;
3784         struct rcu_data *rdp;
3785         struct rcu_node *rnp;
3786         struct rcu_state *rsp;
3787
3788         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3789                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3790                 rnp = rdp->mynode;
3791                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3792                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3793                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3794         }
3795         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3796                 srcu_online_cpu(cpu);
3797         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3798                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3799         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3800         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3801         return 0;
3802 }
3803
3804 /*
3805  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3806  * with pretty much all services enabled.
3807  */
3808 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3809 {
3810         unsigned long flags;
3811         struct rcu_data *rdp;
3812         struct rcu_node *rnp;
3813         struct rcu_state *rsp;
3814
3815         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3816                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3817                 rnp = rdp->mynode;
3818                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3819                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3820                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3821         }
3822
3823         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3824         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3825                 srcu_offline_cpu(cpu);
3826         return 0;
3827 }
3828
3829 /*
3830  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3831  */
3832 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3833 {
3834         struct rcu_state *rsp;
3835
3836         for_each_rcu_flavor(rsp)
3837                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 /*
3842  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3843  */
3844 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3845 {
3846         struct rcu_state *rsp;
3847
3848         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3849                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3850                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3851         }
3852         return 0;
3853 }
3854
3855 /*
3856  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3857  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3858  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3859  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3860  * will result in lockdep splats.
3861  *
3862  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3863  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3864  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3865  */
3866 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3867 {
3868         unsigned long flags;
3869         unsigned long mask;
3870         int nbits;
3871         unsigned long oldmask;
3872         struct rcu_data *rdp;
3873         struct rcu_node *rnp;
3874         struct rcu_state *rsp;
3875
3876         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3877                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3878                 rnp = rdp->mynode;
3879                 mask = rdp->grpmask;
3880                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3881                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3882                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3883                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3884                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3885                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3886                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3887                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3888                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3889         }
3890         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3891 }
3892
3893 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3894 /*
3895  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3896  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3897  * bit masks.
3898  */
3899 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3900 {
3901         unsigned long flags;
3902         unsigned long mask;
3903         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3904         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3905
3906         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3907         mask = rdp->grpmask;
3908         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3909         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3910         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3911 }
3912
3913 /*
3914  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3915  * the list of CPUs that RCU must track.
3916  *
3917  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3918  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3919  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3920  */
3921 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3922 {
3923         struct rcu_state *rsp;
3924
3925         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3926         preempt_disable();
3927         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3928                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3929         preempt_enable();
3930         for_each_rcu_flavor(rsp)
3931                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3932 }
3933
3934 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3935 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3936 {
3937         unsigned long flags;
3938         struct rcu_data *my_rdp;
3939         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3940         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3941
3942         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3943                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3944
3945         local_irq_save(flags);
3946         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3947         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3948                 local_irq_restore(flags);
3949                 return;
3950         }
3951         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3952         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp); /* Leverage recent GPs. */
3953         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp); /* Assign GP to pending CBs. */
3954         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3955         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3956                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3957         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3958         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3959                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3960                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3961                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3962                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3963 }
3964
3965 /*
3966  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3967  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3968  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3969  */
3970 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3971 {
3972         struct rcu_state *rsp;
3973
3974         for_each_rcu_flavor(rsp)
3975                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3976 }
3977 #endif
3978
3979 /*
3980  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3981  * and hibernation run faster.
3982  */
3983 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3984                          unsigned long action, void *hcpu)
3985 {
3986         switch (action) {
3987         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3988         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3989                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3990                         rcu_expedite_gp();
3991                 break;
3992         case PM_POST_HIBERNATION:
3993         case PM_POST_SUSPEND:
3994                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3995                         rcu_unexpedite_gp();
3996                 break;
3997         default:
3998                 break;
3999         }
4000         return NOTIFY_OK;
4001 }
4002
4003 /*
4004  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4005  */
4006 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4007 {
4008         unsigned long flags;
4009         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4010         struct rcu_node *rnp;
4011         struct rcu_state *rsp;
4012         struct sched_param sp;
4013         struct task_struct *t;
4014
4015         /* Force priority into range. */
4016         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4017                 kthread_prio = 1;
4018         else if (kthread_prio < 0)
4019                 kthread_prio = 0;
4020         else if (kthread_prio > 99)
4021                 kthread_prio = 99;
4022         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4023                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4024                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4025
4026         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4027         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4028                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4029                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4030                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4031                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4032                 rsp->gp_kthread = t;
4033                 if (kthread_prio) {
4034                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4035                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4036                 }
4037                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4038                 wake_up_process(t);
4039         }
4040         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4041         rcu_spawn_boost_kthreads();
4042         return 0;
4043 }
4044 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4045
4046 /*
4047  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4048  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4049  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4050  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4051  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4052  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4053  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4054  * runtime RCU functionality.
4055  */
4056 void rcu_scheduler_starting(void)
4057 {
4058         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4059         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4060         rcu_test_sync_prims();
4061         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4062         rcu_test_sync_prims();
4063 }
4064
4065 /*
4066  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4067  */
4068 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4069 {
4070         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4071         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4072         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4073         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4074
4075         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4076         int cpustride = 1;
4077         int i;
4078         int j;
4079         struct rcu_node *rnp;
4080
4081         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4082
4083         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4084         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4085                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4086
4087         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4088
4089         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4090                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4091         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4092
4093         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4094
4095         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4096                 cpustride *= levelspread[i];
4097                 rnp = rsp->level[i];
4098                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4099                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4100                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4101                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4102                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4103                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4104                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4105                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4106                         rnp->completed = rsp->completed;
4107                         rnp->qsmask = 0;
4108                         rnp->qsmaskinit = 0;
4109                         rnp->grplo = j * cpustride;
4110                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4111                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4112                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4113                         if (i == 0) {
4114                                 rnp->grpnum = 0;
4115                                 rnp->grpmask = 0;
4116                                 rnp->parent = NULL;
4117                         } else {
4118                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4119                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4120                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4121                                               j / levelspread[i - 1];
4122                         }
4123                         rnp->level = i;
4124                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4125                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4126                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4127                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4128                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4129                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4130                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4131                 }
4132         }
4133
4134         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4135         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4136         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4137         for_each_possible_cpu(i) {
4138                 while (i > rnp->grphi)
4139                         rnp++;
4140                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4141                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4142         }
4143         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4144 }
4145
4146 /*
4147  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4148  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4149  * the ->node array in the rcu_state structure.
4150  */
4151 static void __init rcu_init_geometry(void)
4152 {
4153         ulong d;
4154         int i;
4155         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4156
4157         /*
4158          * Initialize any unspecified boot parameters.
4159          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4160          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4161          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4162          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4163          */
4164         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4165         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4166                 jiffies_till_first_fqs = d;
4167         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4168                 jiffies_till_next_fqs = d;
4169
4170         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4171         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4172             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4173                 return;
4174         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4175                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4176
4177         /*
4178          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4179          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4180          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4181          * limit is exceeded.
4182          */
4183         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4184             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4185                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4186                 WARN_ON(1);
4187                 return;
4188         }
4189
4190         /*
4191          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4192          * with the given number of levels.
4193          */
4194         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4195         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4196                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4197
4198         /*
4199          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4200          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4201          */
4202         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4203                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4204                 WARN_ON(1);
4205                 return;
4206         }
4207
4208         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4209         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4210         }
4211         rcu_num_lvls = i + 1;
4212
4213         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4214         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4215                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4216                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4217         }
4218
4219         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4220         rcu_num_nodes = 0;
4221         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4222                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4223 }
4224
4225 /*
4226  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4227  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4228  */
4229 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4230 {
4231         int level = 0;
4232         struct rcu_node *rnp;
4233
4234         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4235         pr_info(" ");
4236         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4237                 if (rnp->level != level) {
4238                         pr_cont("\n");
4239                         pr_info(" ");
4240                         level = rnp->level;
4241                 }
4242                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4243         }
4244         pr_cont("\n");
4245 }
4246
4247 void __init rcu_init(void)
4248 {
4249         int cpu;
4250
4251         rcu_early_boot_tests();
4252
4253         rcu_bootup_announce();
4254         rcu_init_geometry();
4255         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4256         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4257         if (dump_tree)
4258                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4259         __rcu_init_preempt();
4260         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4261
4262         /*
4263          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4264          * this is called early in boot, before either interrupts
4265          * or the scheduler are operational.
4266          */
4267         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4268         for_each_online_cpu(cpu) {
4269                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4270                 rcu_cpu_starting(cpu);
4271                 rcutree_online_cpu(cpu);
4272         }
4273 }
4274
4275 #include "tree_exp.h"
4276 #include "tree_plugin.h"