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