Merge tag 'armsoc-soc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm/arm-soc
[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
31 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
32
33 #include <linux/types.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/init.h>
36 #include <linux/spinlock.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/rcupdate_wait.h>
39 #include <linux/interrupt.h>
40 #include <linux/sched.h>
41 #include <linux/sched/debug.h>
42 #include <linux/nmi.h>
43 #include <linux/atomic.h>
44 #include <linux/bitops.h>
45 #include <linux/export.h>
46 #include <linux/completion.h>
47 #include <linux/moduleparam.h>
48 #include <linux/percpu.h>
49 #include <linux/notifier.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/mutex.h>
52 #include <linux/time.h>
53 #include <linux/kernel_stat.h>
54 #include <linux/wait.h>
55 #include <linux/kthread.h>
56 #include <uapi/linux/sched/types.h>
57 #include <linux/prefetch.h>
58 #include <linux/delay.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/random.h>
61 #include <linux/trace_events.h>
62 #include <linux/suspend.h>
63 #include <linux/ftrace.h>
64 #include <linux/tick.h>
65
66 #include "tree.h"
67 #include "rcu.h"
68
69 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
71 #endif
72 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
73
74 /* Data structures. */
75
76 /*
77  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
78  * control.  Initially this is for TLB flushing.
79  */
80 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
81 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
82 #ifndef rcu_eqs_special_exit
83 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
84 #endif
85
86 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
87         .dynticks_nesting = 1,
88         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
89         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
90 };
91 struct rcu_state rcu_state = {
92         .level = { &rcu_state.node[0] },
93         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
94         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
95         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
96         .name = RCU_NAME,
97         .abbr = RCU_ABBR,
98         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
99         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
100         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
101 };
102
103 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
104 static bool dump_tree;
105 module_param(dump_tree, bool, 0444);
106 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
107 static bool rcu_fanout_exact;
108 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
109 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
110 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
111 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
112 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
113 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
114 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
115 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
116 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
117 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
118
119 /*
120  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
121  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
122  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
123  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
125  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
126  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
127  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
128  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
129  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
130  */
131 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
133
134 /*
135  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
136  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
137  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
138  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
139  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
140  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
141  *
142  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
143  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
144  * a time.
145  */
146 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
147
148 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
149                               unsigned long gps, unsigned long flags);
150 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
151 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
152 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
153 static void invoke_rcu_core(void);
154 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_data *rdp);
155 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
156 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
157
158 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
159 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
160 module_param(kthread_prio, int, 0644);
161
162 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
163
164 static int gp_preinit_delay;
165 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
166 static int gp_init_delay;
167 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
168 static int gp_cleanup_delay;
169 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
170
171 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
172 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
173 {
174         return kthread_prio;
175 }
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
177
178 /*
179  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
180  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
181  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
182  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
183  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
184  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
185  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
186  */
187 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
188
189 /*
190  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
191  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
192  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
193  * in most contexts.
194  */
195 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
196 {
197         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
198 }
199
200 /*
201  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
202  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
203  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
204  */
205 static int rcu_gp_in_progress(void)
206 {
207         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
208 }
209
210 /*
211  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
212  * Handles both the nocbs and normal cases.
213  */
214 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
215 {
216         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
217
218         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) /* Online normal CPU? */
219                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
220         return rcu_get_n_cbs_nocb_cpu(rdp); /* Works for offline, too. */
221 }
222
223 void rcu_softirq_qs(void)
224 {
225         rcu_qs();
226         rcu_preempt_deferred_qs(current);
227 }
228
229 /*
230  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
231  * called when not already in an extended quiescent state.
232  */
233 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
234 {
235         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
236         int seq;
237
238         /*
239          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
240          * critical sections, and we also must force ordering with the
241          * next idle sojourn.
242          */
243         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
244         /* Better be in an extended quiescent state! */
245         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
246                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
247         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
248         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
249                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
250 }
251
252 /*
253  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
254  * called from an extended quiescent state.
255  */
256 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
257 {
258         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
259         int seq;
260
261         /*
262          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
263          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
264          * critical section.
265          */
266         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
267         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
268                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
269         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
270                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
271                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
272                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
273                 rcu_eqs_special_exit();
274         }
275 }
276
277 /*
278  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
279  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
280  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
281  * to the next non-quiescent value.
282  *
283  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
284  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
285  * or when the corresponding CPU is offline.
286  */
287 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
288 {
289         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
290
291         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
292                 return;
293         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
294 }
295
296 /*
297  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
298  *
299  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
300  */
301 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
302 {
303         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
304
305         return !(atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
306 }
307
308 /*
309  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
310  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
311  */
312 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
313 {
314         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
315
316         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
317 }
318
319 /*
320  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
321  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
322  */
323 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
324 {
325         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
326 }
327
328 /*
329  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
330  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
331  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
332  */
333 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
334 {
335         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
336 }
337
338 /*
339  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
340  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
341  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
342  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
343  * an extended quiescent state.
344  */
345 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
346 {
347         int old;
348         int new;
349         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
350
351         do {
352                 old = atomic_read(&rdp->dynticks);
353                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
354                         return false;
355                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
356         } while (atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new) != old);
357         return true;
358 }
359
360 /*
361  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
362  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
363  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
364  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
365  * this CPU might (or might not) do in the near future.
366  *
367  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
368  *
369  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
370  */
371 static void __maybe_unused rcu_momentary_dyntick_idle(void)
372 {
373         int special;
374
375         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
376         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
377                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
378         /* It is illegal to call this from idle state. */
379         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
380         rcu_preempt_deferred_qs(current);
381 }
382
383 /**
384  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
385  *
386  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
387  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
388  * disabled preemption.
389  */
390 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
391 {
392         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0 &&
393                __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
394 }
395
396 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
397 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
398 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
399 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
400 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
401 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
402
403 module_param(blimit, long, 0444);
404 module_param(qhimark, long, 0444);
405 module_param(qlowmark, long, 0444);
406
407 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
408 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
409 static bool rcu_kick_kthreads;
410
411 /*
412  * How long the grace period must be before we start recruiting
413  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
414  */
415 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
416 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
417 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* Adjusted version of above if not default */
418 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
419
420 /*
421  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
422  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
423  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
424  * large systems.
425  */
426 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
427 {
428         unsigned long j;
429
430         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
431         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
432                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
433                 return;
434         }
435         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
436                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
437         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
438                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
439         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
440         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
441 }
442
443 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
444 {
445         ulong j;
446         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
447
448         if (!ret) {
449                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
450                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
451         }
452         return ret;
453 }
454
455 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
456 {
457         ulong j;
458         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
459
460         if (!ret) {
461                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
462                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
463         }
464         return ret;
465 }
466
467 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
468         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
469         .get = param_get_ulong,
470 };
471
472 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
473         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
474         .get = param_get_ulong,
475 };
476
477 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
478 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
479 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
480
481 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
482 static void force_quiescent_state(void);
483 static int rcu_pending(void);
484
485 /*
486  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
487  */
488 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
489 {
490         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
491 }
492 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
493
494 /*
495  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
496  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
497  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
498  * the cumulative batches since boot.
499  */
500 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
501 {
502         return rcu_state.expedited_sequence;
503 }
504 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
505
506 /*
507  * Force a quiescent state.
508  */
509 void rcu_force_quiescent_state(void)
510 {
511         force_quiescent_state();
512 }
513 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
514
515 /*
516  * Convert a ->gp_state value to a character string.
517  */
518 static const char *gp_state_getname(short gs)
519 {
520         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
521                 return "???";
522         return gp_state_names[gs];
523 }
524
525 /*
526  * Show the state of the grace-period kthreads.
527  */
528 void show_rcu_gp_kthreads(void)
529 {
530         int cpu;
531         unsigned long j;
532         struct rcu_data *rdp;
533         struct rcu_node *rnp;
534
535         j = jiffies - READ_ONCE(rcu_state.gp_activity);
536         pr_info("%s: wait state: %s(%d) ->state: %#lx delta ->gp_activity %ld\n",
537                 rcu_state.name, gp_state_getname(rcu_state.gp_state),
538                 rcu_state.gp_state, rcu_state.gp_kthread->state, j);
539         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
540                 if (ULONG_CMP_GE(rcu_state.gp_seq, rnp->gp_seq_needed))
541                         continue;
542                 pr_info("\trcu_node %d:%d ->gp_seq %lu ->gp_seq_needed %lu\n",
543                         rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->gp_seq,
544                         rnp->gp_seq_needed);
545                 if (!rcu_is_leaf_node(rnp))
546                         continue;
547                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
548                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
549                         if (rdp->gpwrap ||
550                             ULONG_CMP_GE(rcu_state.gp_seq,
551                                          rdp->gp_seq_needed))
552                                 continue;
553                         pr_info("\tcpu %d ->gp_seq_needed %lu\n",
554                                 cpu, rdp->gp_seq_needed);
555                 }
556         }
557         /* sched_show_task(rcu_state.gp_kthread); */
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
560
561 /*
562  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
563  */
564 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
565                             unsigned long *gp_seq)
566 {
567         switch (test_type) {
568         case RCU_FLAVOR:
569         case RCU_BH_FLAVOR:
570         case RCU_SCHED_FLAVOR:
571                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
572                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
573                 break;
574         default:
575                 break;
576         }
577 }
578 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
579
580 /*
581  * Return the root node of the rcu_state structure.
582  */
583 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
584 {
585         return &rcu_state.node[0];
586 }
587
588 /*
589  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
590  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
591  *
592  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
593  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
594  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
595  */
596 static void rcu_eqs_enter(bool user)
597 {
598         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
599
600         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
601         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
602         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
603                      rdp->dynticks_nesting == 0);
604         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
605                 rdp->dynticks_nesting--;
606                 return;
607         }
608
609         lockdep_assert_irqs_disabled();
610         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, rdp->dynticks);
611         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
612         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
613         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
614         rcu_prepare_for_idle();
615         rcu_preempt_deferred_qs(current);
616         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
617         rcu_dynticks_eqs_enter();
618         rcu_dynticks_task_enter();
619 }
620
621 /**
622  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
623  *
624  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
625  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
626  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
627  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
628  *
629  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
630  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
631  */
632 void rcu_idle_enter(void)
633 {
634         lockdep_assert_irqs_disabled();
635         rcu_eqs_enter(false);
636 }
637
638 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
639 /**
640  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
641  *
642  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
643  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
644  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
645  * when the CPU runs in userspace.
646  *
647  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
648  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
649  */
650 void rcu_user_enter(void)
651 {
652         lockdep_assert_irqs_disabled();
653         rcu_eqs_enter(true);
654 }
655 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
656
657 /*
658  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
659  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
660  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
661  * being RCU-idle.
662  *
663  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit_common(), be sure to test
664  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
665  */
666 static __always_inline void rcu_nmi_exit_common(bool irq)
667 {
668         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
669
670         /*
671          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
672          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
673          * to us!)
674          */
675         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
676         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
677
678         /*
679          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
680          * leave it in non-RCU-idle state.
681          */
682         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
683                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdp->dynticks);
684                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
685                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
686                 return;
687         }
688
689         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
690         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdp->dynticks);
691         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
692
693         if (irq)
694                 rcu_prepare_for_idle();
695
696         rcu_dynticks_eqs_enter();
697
698         if (irq)
699                 rcu_dynticks_task_enter();
700 }
701
702 /**
703  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
704  * @irq: Is this call from rcu_irq_exit?
705  *
706  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
707  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
708  */
709 void rcu_nmi_exit(void)
710 {
711         rcu_nmi_exit_common(false);
712 }
713
714 /**
715  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
716  *
717  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
718  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
719  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
720  *
721  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
722  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
723  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
724  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
725  *
726  * Use things like work queues to work around this limitation.
727  *
728  * You have been warned.
729  *
730  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
731  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
732  */
733 void rcu_irq_exit(void)
734 {
735         lockdep_assert_irqs_disabled();
736         rcu_nmi_exit_common(true);
737 }
738
739 /*
740  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
741  *
742  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
743  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
744  */
745 void rcu_irq_exit_irqson(void)
746 {
747         unsigned long flags;
748
749         local_irq_save(flags);
750         rcu_irq_exit();
751         local_irq_restore(flags);
752 }
753
754 /*
755  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
756  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
757  *
758  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
759  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
760  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
761  */
762 static void rcu_eqs_exit(bool user)
763 {
764         struct rcu_data *rdp;
765         long oldval;
766
767         lockdep_assert_irqs_disabled();
768         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
769         oldval = rdp->dynticks_nesting;
770         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
771         if (oldval) {
772                 rdp->dynticks_nesting++;
773                 return;
774         }
775         rcu_dynticks_task_exit();
776         rcu_dynticks_eqs_exit();
777         rcu_cleanup_after_idle();
778         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, rdp->dynticks);
779         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
780         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
781         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
782         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
783 }
784
785 /**
786  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
787  *
788  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
789  * read-side critical sections can occur.
790  *
791  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
792  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
793  */
794 void rcu_idle_exit(void)
795 {
796         unsigned long flags;
797
798         local_irq_save(flags);
799         rcu_eqs_exit(false);
800         local_irq_restore(flags);
801 }
802
803 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
804 /**
805  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
806  *
807  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
808  * run a RCU read side critical section anytime.
809  *
810  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
811  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
812  */
813 void rcu_user_exit(void)
814 {
815         rcu_eqs_exit(1);
816 }
817 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
818
819 /**
820  * rcu_nmi_enter_common - inform RCU of entry to NMI context
821  * @irq: Is this call from rcu_irq_enter?
822  *
823  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
824  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
825  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
826  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
827  * run out of stack space first.)
828  *
829  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter_common(), be sure to test
830  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
831  */
832 static __always_inline void rcu_nmi_enter_common(bool irq)
833 {
834         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
835         long incby = 2;
836
837         /* Complain about underflow. */
838         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
839
840         /*
841          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
842          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
843          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
844          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
845          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
846          * period (observation due to Andy Lutomirski).
847          */
848         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
849
850                 if (irq)
851                         rcu_dynticks_task_exit();
852
853                 rcu_dynticks_eqs_exit();
854
855                 if (irq)
856                         rcu_cleanup_after_idle();
857
858                 incby = 1;
859         }
860         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
861                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
862                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdp->dynticks);
863         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
864                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
865         barrier();
866 }
867
868 /**
869  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
870  */
871 void rcu_nmi_enter(void)
872 {
873         rcu_nmi_enter_common(false);
874 }
875
876 /**
877  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
878  *
879  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
880  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
881  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
882  *
883  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
884  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
885  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
886  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
887  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
888  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
889  * But very infrequently and irreproducibly.
890  *
891  * Use things like work queues to work around this limitation.
892  *
893  * You have been warned.
894  *
895  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
896  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
897  */
898 void rcu_irq_enter(void)
899 {
900         lockdep_assert_irqs_disabled();
901         rcu_nmi_enter_common(true);
902 }
903
904 /*
905  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
906  *
907  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
908  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
909  */
910 void rcu_irq_enter_irqson(void)
911 {
912         unsigned long flags;
913
914         local_irq_save(flags);
915         rcu_irq_enter();
916         local_irq_restore(flags);
917 }
918
919 /**
920  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
921  *
922  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
923  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
924  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
925  * NMI handler, return true.
926  */
927 bool notrace rcu_is_watching(void)
928 {
929         bool ret;
930
931         preempt_disable_notrace();
932         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
933         preempt_enable_notrace();
934         return ret;
935 }
936 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
937
938 /*
939  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
940  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
941  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
942  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
943  * time around this task will generate another request.
944  */
945 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
946 {
947         int cpu;
948
949         barrier();
950         cpu = task_cpu(t);
951         if (!task_curr(t))
952                 return; /* This task is not running on that CPU. */
953         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
954 }
955
956 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
957
958 /*
959  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
960  *
961  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
962  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
963  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
964  * then determining that its old CPU is now offline.
965  *
966  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
967  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
968  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
969  * rcu_scheduler_fully_active.
970  */
971 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
972 {
973         struct rcu_data *rdp;
974         struct rcu_node *rnp;
975         bool ret = false;
976
977         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
978                 return true;
979         preempt_disable();
980         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
981         rnp = rdp->mynode;
982         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
983                 ret = true;
984         preempt_enable();
985         return ret;
986 }
987 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
988
989 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
990
991 /*
992  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
993  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
994  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
995  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
996  * code whatsoever.
997  */
998 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
999 {
1000         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1001         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1002                          rnp->gp_seq))
1003                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1004         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1005                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1010  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1011  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1012  */
1013 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1014 {
1015         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1016         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1017                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1018                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1019                 return 1;
1020         }
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1026  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1027  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1028  * there is unexpected state on entry.
1029  */
1030 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1031 {
1032         struct rcu_data *rdp;
1033         struct rcu_node *rnp;
1034
1035         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1036         rnp = rdp->mynode;
1037         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1038         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1039                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1040                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1041         }
1042         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1047  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1048  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1049  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1050  */
1051 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1052 {
1053         unsigned long jtsq;
1054         bool *rnhqp;
1055         bool *ruqp;
1056         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1057
1058         /*
1059          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1060          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1061          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1062          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1063          * read-side critical section that started before the beginning
1064          * of the current RCU grace period.
1065          */
1066         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1067                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1068                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1069                 return 1;
1070         }
1071
1072         /* If waiting too long on an offline CPU, complain. */
1073         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) &&
1074             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ)) {
1075                 bool onl;
1076                 struct rcu_node *rnp1;
1077
1078                 WARN_ON(1);  /* Offline CPUs are supposed to report QS! */
1079                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1080                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1081                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1082                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1083                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1084                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1085                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1086                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1087                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1088                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1089                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1090                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1091         }
1092
1093         /*
1094          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1095          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1096          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1097          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1098          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1099          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1100          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1101          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1102          * is set way high.
1103          */
1104         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1105         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1106         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1107         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1108             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1109              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched))) {
1110                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1111                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1112                 smp_store_release(ruqp, true);
1113         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1114                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1115         }
1116
1117         /*
1118          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_check_callbacks!
1119          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1120          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1121          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1122          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1123          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1124          */
1125         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1126                    time_after(jiffies,
1127                               READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3)) {
1128                 resched_cpu(rdp->cpu);
1129                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1130         }
1131
1132         /*
1133          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1134          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1135          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1136          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1137          * a dull roar.
1138          */
1139         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1140                 if (time_after(jiffies,
1141                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1142                         resched_cpu(rdp->cpu);
1143                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1144                 }
1145                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1146                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1147                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1148                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1149                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1150                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1151                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1152                 }
1153         }
1154
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 static void record_gp_stall_check_time(void)
1159 {
1160         unsigned long j = jiffies;
1161         unsigned long j1;
1162
1163         rcu_state.gp_start = j;
1164         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1165         /* Record ->gp_start before ->jiffies_stall. */
1166         smp_store_release(&rcu_state.jiffies_stall, j + j1); /* ^^^ */
1167         rcu_state.jiffies_resched = j + j1 / 2;
1168         rcu_state.n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1173  */
1174 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(void)
1175 {
1176         struct task_struct *gpk = rcu_state.gp_kthread;
1177         unsigned long j;
1178
1179         j = jiffies - READ_ONCE(rcu_state.gp_activity);
1180         if (j > 2 * HZ) {
1181                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1182                        rcu_state.name, j,
1183                        (long)rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq),
1184                        rcu_state.gp_flags,
1185                        gp_state_getname(rcu_state.gp_state), rcu_state.gp_state,
1186                        gpk ? gpk->state : ~0, gpk ? task_cpu(gpk) : -1);
1187                 if (gpk) {
1188                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1189                         sched_show_task(gpk);
1190                         wake_up_process(gpk);
1191                 }
1192         }
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1197  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1198  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1199  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1200  */
1201 static void rcu_dump_cpu_stacks(void)
1202 {
1203         int cpu;
1204         unsigned long flags;
1205         struct rcu_node *rnp;
1206
1207         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1208                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1209                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1210                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1211                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1212                                         dump_cpu_task(cpu);
1213                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1214         }
1215 }
1216
1217 /*
1218  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1219  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1220  */
1221 static void rcu_stall_kick_kthreads(void)
1222 {
1223         unsigned long j;
1224
1225         if (!rcu_kick_kthreads)
1226                 return;
1227         j = READ_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads);
1228         if (time_after(jiffies, j) && rcu_state.gp_kthread &&
1229             (rcu_gp_in_progress() || READ_ONCE(rcu_state.gp_flags))) {
1230                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n",
1231                           rcu_state.name);
1232                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1233                 wake_up_process(rcu_state.gp_kthread);
1234                 WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1235         }
1236 }
1237
1238 static void panic_on_rcu_stall(void)
1239 {
1240         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1241                 panic("RCU Stall\n");
1242 }
1243
1244 static void print_other_cpu_stall(unsigned long gp_seq)
1245 {
1246         int cpu;
1247         unsigned long flags;
1248         unsigned long gpa;
1249         unsigned long j;
1250         int ndetected = 0;
1251         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1252         long totqlen = 0;
1253
1254         /* Kick and suppress, if so configured. */
1255         rcu_stall_kick_kthreads();
1256         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1257                 return;
1258
1259         /*
1260          * OK, time to rat on our buddy...
1261          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1262          * RCU CPU stall warnings.
1263          */
1264         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:", rcu_state.name);
1265         print_cpu_stall_info_begin();
1266         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1267                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1268                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1269                 if (rnp->qsmask != 0) {
1270                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1271                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1272                                         print_cpu_stall_info(cpu);
1273                                         ndetected++;
1274                                 }
1275                 }
1276                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1277         }
1278
1279         print_cpu_stall_info_end();
1280         for_each_possible_cpu(cpu)
1281                 totqlen += rcu_get_n_cbs_cpu(cpu);
1282         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, q=%lu)\n",
1283                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rcu_state.gp_start),
1284                (long)rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq), totqlen);
1285         if (ndetected) {
1286                 rcu_dump_cpu_stacks();
1287
1288                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1289                 rcu_print_detail_task_stall();
1290         } else {
1291                 if (rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq) != gp_seq) {
1292                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1293                 } else {
1294                         j = jiffies;
1295                         gpa = READ_ONCE(rcu_state.gp_activity);
1296                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1297                                rcu_state.name, j - gpa, j, gpa,
1298                                READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs),
1299                                rcu_get_root()->qsmask);
1300                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1301                         sched_show_task(current);
1302                 }
1303         }
1304         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1305         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.jiffies_stall)))
1306                 WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1307                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1308
1309         rcu_check_gp_kthread_starvation();
1310
1311         panic_on_rcu_stall();
1312
1313         force_quiescent_state();  /* Kick them all. */
1314 }
1315
1316 static void print_cpu_stall(void)
1317 {
1318         int cpu;
1319         unsigned long flags;
1320         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1321         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1322         long totqlen = 0;
1323
1324         /* Kick and suppress, if so configured. */
1325         rcu_stall_kick_kthreads();
1326         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1327                 return;
1328
1329         /*
1330          * OK, time to rat on ourselves...
1331          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1332          * RCU CPU stall warnings.
1333          */
1334         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rcu_state.name);
1335         print_cpu_stall_info_begin();
1336         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1337         print_cpu_stall_info(smp_processor_id());
1338         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1339         print_cpu_stall_info_end();
1340         for_each_possible_cpu(cpu)
1341                 totqlen += rcu_get_n_cbs_cpu(cpu);
1342         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld q=%lu)\n",
1343                 jiffies - rcu_state.gp_start,
1344                 (long)rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq), totqlen);
1345
1346         rcu_check_gp_kthread_starvation();
1347
1348         rcu_dump_cpu_stacks();
1349
1350         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1351         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1352         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.jiffies_stall)))
1353                 WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1354                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1355         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1356
1357         panic_on_rcu_stall();
1358
1359         /*
1360          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1361          *
1362          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1363          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1364          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1365          */
1366         set_tsk_need_resched(current);
1367         set_preempt_need_resched();
1368 }
1369
1370 static void check_cpu_stall(struct rcu_data *rdp)
1371 {
1372         unsigned long gs1;
1373         unsigned long gs2;
1374         unsigned long gps;
1375         unsigned long j;
1376         unsigned long jn;
1377         unsigned long js;
1378         struct rcu_node *rnp;
1379
1380         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1381             !rcu_gp_in_progress())
1382                 return;
1383         rcu_stall_kick_kthreads();
1384         j = jiffies;
1385
1386         /*
1387          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1388          *
1389          * The idea is to pick up rcu_state.gp_seq, then
1390          * rcu_state.jiffies_stall, then rcu_state.gp_start, and finally
1391          * another copy of rcu_state.gp_seq.  These values are updated in
1392          * the opposite order with memory barriers (or equivalent) during
1393          * grace-period initialization and cleanup.  Now, a false positive
1394          * can occur if we get an new value of rcu_state.gp_start and a old
1395          * value of rcu_state.jiffies_stall.  But given the memory barriers,
1396          * the only way that this can happen is if one grace period ends
1397          * and another starts between these two fetches.  This is detected
1398          * by comparing the second fetch of rcu_state.gp_seq with the
1399          * previous fetch from rcu_state.gp_seq.
1400          *
1401          * Given this check, comparisons of jiffies, rcu_state.jiffies_stall,
1402          * and rcu_state.gp_start suffice to forestall false positives.
1403          */
1404         gs1 = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
1405         smp_rmb(); /* Pick up ->gp_seq first... */
1406         js = READ_ONCE(rcu_state.jiffies_stall);
1407         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1408         gps = READ_ONCE(rcu_state.gp_start);
1409         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->gp_seq again. */
1410         gs2 = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
1411         if (gs1 != gs2 ||
1412             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1413             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1414                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1415         rnp = rdp->mynode;
1416         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1417         if (rcu_gp_in_progress() &&
1418             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1419             cmpxchg(&rcu_state.jiffies_stall, js, jn) == js) {
1420
1421                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1422                 print_cpu_stall();
1423
1424         } else if (rcu_gp_in_progress() &&
1425                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1426                    cmpxchg(&rcu_state.jiffies_stall, js, jn) == js) {
1427
1428                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1429                 print_other_cpu_stall(gs2);
1430         }
1431 }
1432
1433 /**
1434  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1435  *
1436  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1437  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1438  * RCU grace periods.
1439  *
1440  * The caller must disable hard irqs.
1441  */
1442 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1443 {
1444         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1445 }
1446
1447 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1448 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1449                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1450 {
1451         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1452                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1457  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1458  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1459  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1460  *
1461  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1462  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1463  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1464  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1465  *
1466  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1467  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1468  *
1469  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1470  */
1471 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1472                               unsigned long gp_seq_req)
1473 {
1474         bool ret = false;
1475         struct rcu_node *rnp;
1476
1477         /*
1478          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1479          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1480          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1481          * fact already started.  If there is already a grace period in
1482          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1483          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1484          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1485          */
1486         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1487         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1488         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1489                 if (rnp != rnp_start)
1490                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1491                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1492                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1493                     (rnp != rnp_start &&
1494                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1495                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1496                                           TPS("Prestarted"));
1497                         goto unlock_out;
1498                 }
1499                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1500                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1501                         /*
1502                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1503                          * grace period is in progress, which means that
1504                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1505                          * reduce contention.
1506                          */
1507                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1508                                           TPS("Startedleaf"));
1509                         goto unlock_out;
1510                 }
1511                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1512                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1513                 if (!rnp->parent)
1514                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1515         }
1516
1517         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1518         if (rcu_gp_in_progress()) {
1519                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1520                 goto unlock_out;
1521         }
1522         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1523         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1524         rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
1525         if (!rcu_state.gp_kthread) {
1526                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1527                 goto unlock_out;
1528         }
1529         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1530         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1531 unlock_out:
1532         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1533         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1534                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1535                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1536         }
1537         if (rnp != rnp_start)
1538                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1539         return ret;
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1544  * whether any additional grace periods have been requested.
1545  */
1546 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1547 {
1548         bool needmore;
1549         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1550
1551         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1552         if (!needmore)
1553                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1554         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1555                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1556         return needmore;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken, and don't
1561  * bother awakening when there is nothing for the grace-period kthread
1562  * to do (as in several CPUs raced to awaken, and we lost), and finally
1563  * don't try to awaken a kthread that has not yet been created.
1564  */
1565 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1566 {
1567         if (current == rcu_state.gp_kthread ||
1568             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) ||
1569             !rcu_state.gp_kthread)
1570                 return;
1571         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1572 }
1573
1574 /*
1575  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1576  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1577  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1578  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1579  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1580  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1581  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1582  * the RCU grace-period kthread.
1583  *
1584  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1585  */
1586 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1587 {
1588         unsigned long gp_seq_req;
1589         bool ret = false;
1590
1591         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1592
1593         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1594         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1595                 return false;
1596
1597         /*
1598          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1599          * information.  Something about the fact that getting exact
1600          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1601          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1602          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1603          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1604          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1605          * number.
1606          */
1607         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1608         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1609                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1610
1611         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1612         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1613                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1614         else
1615                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1616         return ret;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1621  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1622  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1623  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1624  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1625  */
1626 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1627                                         struct rcu_data *rdp)
1628 {
1629         unsigned long c;
1630         bool needwake;
1631
1632         lockdep_assert_irqs_disabled();
1633         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1634         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1635                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1636                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1637                 return;
1638         }
1639         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1640         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1641         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1642         if (needwake)
1643                 rcu_gp_kthread_wake();
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1648  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1649  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1650  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1651  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1652  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1653  *
1654  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1655  */
1656 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1657 {
1658         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1659
1660         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1661         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1662                 return false;
1663
1664         /*
1665          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1666          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1667          */
1668         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1669
1670         /* Classify any remaining callbacks. */
1671         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1676  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1677  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1678  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1679  */
1680 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1681 {
1682         bool ret;
1683         bool need_gp;
1684
1685         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1686
1687         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1688                 return false; /* Nothing to do. */
1689
1690         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1691         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1692             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1693                 ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1694                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1695         } else {
1696                 ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1697         }
1698
1699         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1700         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1701             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1702                 /*
1703                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1704                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1705                  * go looking for one.
1706                  */
1707                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1708                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1709                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1710                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1711                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1712         }
1713         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1714         if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, rdp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1715                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1716         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1717         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1718         return ret;
1719 }
1720
1721 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1722 {
1723         unsigned long flags;
1724         bool needwake;
1725         struct rcu_node *rnp;
1726
1727         local_irq_save(flags);
1728         rnp = rdp->mynode;
1729         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1730              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1731             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1732                 local_irq_restore(flags);
1733                 return;
1734         }
1735         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1736         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1737         if (needwake)
1738                 rcu_gp_kthread_wake();
1739 }
1740
1741 static void rcu_gp_slow(int delay)
1742 {
1743         if (delay > 0 &&
1744             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1745               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1746                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1751  */
1752 static bool rcu_gp_init(void)
1753 {
1754         unsigned long flags;
1755         unsigned long oldmask;
1756         unsigned long mask;
1757         struct rcu_data *rdp;
1758         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1759
1760         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1761         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1762         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1763                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1764                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1765                 return false;
1766         }
1767         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1768
1769         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1770                 /*
1771                  * Grace period already in progress, don't start another.
1772                  * Not supposed to be able to happen.
1773                  */
1774                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1775                 return false;
1776         }
1777
1778         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1779         record_gp_stall_check_time();
1780         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1781         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1782         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1783         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1784
1785         /*
1786          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1787          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1788          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1789          * will handle subsequent offline CPUs.
1790          */
1791         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1792         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1793                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1794                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1795                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1796                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1797                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1798                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1799                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1800                         continue;
1801                 }
1802
1803                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1804                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1805                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1806
1807                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1808                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1809                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1810                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1811                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1812                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1813                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1814                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1815                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1816                         }
1817                 }
1818
1819                 /*
1820                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1821                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1822                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1823                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1824                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1825                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1826                  */
1827                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1828                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1829                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1830                         if (!rnp->qsmaskinit)
1831                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1832                 }
1833
1834                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1835                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1836         }
1837         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1838
1839         /*
1840          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1841          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1842          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1843          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1844          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1845          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1846          * corresponding leaf node has been initialized.
1847          *
1848          * The grace period cannot complete until the initialization
1849          * process finishes, because this kthread handles both.
1850          */
1851         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1852         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1853                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1854                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1855                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1856                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1857                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1858                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1859                 if (rnp == rdp->mynode)
1860                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1861                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1862                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1863                                             rnp->level, rnp->grplo,
1864                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1865                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1866                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1867                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1868                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1869                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1870                 else
1871                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1872                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1873                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1874         }
1875
1876         return true;
1877 }
1878
1879 /*
1880  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1881  * time.
1882  */
1883 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1884 {
1885         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1886
1887         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1888         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1889         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1890                 return true;
1891
1892         /* The current grace period has completed. */
1893         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1894                 return true;
1895
1896         return false;
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Do one round of quiescent-state forcing.
1901  */
1902 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1903 {
1904         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1905
1906         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1907         rcu_state.n_force_qs++;
1908         if (first_time) {
1909                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1910                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1911         } else {
1912                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1913                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1914         }
1915         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1916         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1917                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1918                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1919                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1920                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1921         }
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1926  */
1927 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1928 {
1929         bool first_gp_fqs;
1930         int gf;
1931         unsigned long j;
1932         int ret;
1933         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1934
1935         first_gp_fqs = true;
1936         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1937         ret = 0;
1938         for (;;) {
1939                 if (!ret) {
1940                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1941                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1942                                    jiffies + 3 * j);
1943                 }
1944                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1945                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1946                                        TPS("fqswait"));
1947                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1948                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1949                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1950                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1951                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1952                 /* If grace period done, leave loop. */
1953                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1954                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1955                         break;
1956                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1957                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs) ||
1958                     (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1959                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1960                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1961                                                TPS("fqsstart"));
1962                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1963                         first_gp_fqs = false;
1964                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1965                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1966                                                TPS("fqsend"));
1967                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1968                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1969                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1970                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1971                 } else {
1972                         /* Deal with stray signal. */
1973                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1974                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1975                         WARN_ON(signal_pending(current));
1976                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1977                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1978                                                TPS("fqswaitsig"));
1979                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1980                         j = jiffies;
1981                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1982                                 j = 1;
1983                         else
1984                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1985                 }
1986         }
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Clean up after the old grace period.
1991  */
1992 static void rcu_gp_cleanup(void)
1993 {
1994         unsigned long gp_duration;
1995         bool needgp = false;
1996         unsigned long new_gp_seq;
1997         struct rcu_data *rdp;
1998         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1999         struct swait_queue_head *sq;
2000
2001         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2002         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2003         rcu_state.gp_end = jiffies;
2004         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2005         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2006                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2007
2008         /*
2009          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2010          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2011          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2012          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2013          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2014          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2015          */
2016         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2017
2018         /*
2019          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2020          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2021          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2022          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2023          * the current grace period to be completely recorded in all of
2024          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2025          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2026          */
2027         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2028         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2029         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2030                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2031                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2032                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2033                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2034                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2035                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2036                 if (rnp == rdp->mynode)
2037                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2038                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2039                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2040                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2041                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2042                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2043                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2044                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2045                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2046         }
2047         rnp = rcu_get_root();
2048         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2049
2050         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2051         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2052         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2053         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2054         /* Check for GP requests since above loop. */
2055         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2056         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2057                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2058                                   TPS("CleanupMore"));
2059                 needgp = true;
2060         }
2061         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2062         if (!rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp) && needgp) {
2063                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2064                 rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
2065                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2066                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2067                                        TPS("newreq"));
2068         } else {
2069                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2070                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2071         }
2072         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Body of kthread that handles grace periods.
2077  */
2078 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2079 {
2080         rcu_bind_gp_kthread();
2081         for (;;) {
2082
2083                 /* Handle grace-period start. */
2084                 for (;;) {
2085                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2086                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2087                                                TPS("reqwait"));
2088                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2089                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2090                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2091                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2092                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2093                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2094                         if (rcu_gp_init())
2095                                 break;
2096                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2097                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2098                         WARN_ON(signal_pending(current));
2099                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2100                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2101                                                TPS("reqwaitsig"));
2102                 }
2103
2104                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2105                 rcu_gp_fqs_loop();
2106
2107                 /* Handle grace-period end. */
2108                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2109                 rcu_gp_cleanup();
2110                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2111         }
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2116  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2117  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2118  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2119  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2120  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2121  * before return.
2122  */
2123 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2124         __releases(rcu_get_root()->lock)
2125 {
2126         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2127         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2128         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2129                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2130         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2131         rcu_gp_kthread_wake();
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2136  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2137  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2138  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2139  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2140  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2141  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2142  * must be held upon entry, and it is released before return.
2143  *
2144  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2145  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2146  * during grace-period initialization.
2147  */
2148 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2149                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2150         __releases(rnp->lock)
2151 {
2152         unsigned long oldmask = 0;
2153         struct rcu_node *rnp_c;
2154
2155         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2156
2157         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2158         for (;;) {
2159                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2160
2161                         /*
2162                          * Our bit has already been cleared, or the
2163                          * relevant grace period is already over, so done.
2164                          */
2165                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2166                         return;
2167                 }
2168                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2169                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2170                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2171                 rnp->qsmask &= ~mask;
2172                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2173                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2174                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2175                                                  !!rnp->gp_tasks);
2176                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2177
2178                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2179                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2180                         return;
2181                 }
2182                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2183                 mask = rnp->grpmask;
2184                 if (rnp->parent == NULL) {
2185
2186                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2187
2188                         break;
2189                 }
2190                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2191                 rnp_c = rnp;
2192                 rnp = rnp->parent;
2193                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2194                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2195         }
2196
2197         /*
2198          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2199          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2200          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2201          */
2202         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2207  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2208  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2209  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2210  * disabled.
2211  */
2212 static void __maybe_unused
2213 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2214         __releases(rnp->lock)
2215 {
2216         unsigned long gps;
2217         unsigned long mask;
2218         struct rcu_node *rnp_p;
2219
2220         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2221         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT)) ||
2222             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2223             rnp->qsmask != 0) {
2224                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2225                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2226         }
2227
2228         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2229         rnp_p = rnp->parent;
2230         if (rnp_p == NULL) {
2231                 /*
2232                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2233                  * try to report up to its nonexistent parent!
2234                  */
2235                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2236                 return;
2237         }
2238
2239         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2240         gps = rnp->gp_seq;
2241         mask = rnp->grpmask;
2242         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2243         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2244         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2249  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2250  */
2251 static void
2252 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_data *rdp)
2253 {
2254         unsigned long flags;
2255         unsigned long mask;
2256         bool needwake;
2257         struct rcu_node *rnp;
2258
2259         rnp = rdp->mynode;
2260         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2261         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2262             rdp->gpwrap) {
2263
2264                 /*
2265                  * The grace period in which this quiescent state was
2266                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2267                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2268                  * within the current grace period.
2269                  */
2270                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2271                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2272                 return;
2273         }
2274         mask = rdp->grpmask;
2275         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2276                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2277         } else {
2278                 rdp->core_needs_qs = false;
2279
2280                 /*
2281                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2282                  * callbacks can be processed during the next GP.
2283                  */
2284                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2285
2286                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2287                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2288                 if (needwake)
2289                         rcu_gp_kthread_wake();
2290         }
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2295  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2296  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2297  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2298  */
2299 static void
2300 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2301 {
2302         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2303         note_gp_changes(rdp);
2304
2305         /*
2306          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2307          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2308          */
2309         if (!rdp->core_needs_qs)
2310                 return;
2311
2312         /*
2313          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2314          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2315          */
2316         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2317                 return;
2318
2319         /*
2320          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2321          * judge of that).
2322          */
2323         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rdp);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2328  * is going offline.
2329  */
2330 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2331 {
2332         RCU_TRACE(bool blkd;)
2333         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);)
2334         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2335
2336         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2337                 return 0;
2338
2339         RCU_TRACE(blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);)
2340         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2341                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2342         return 0;
2343 }
2344
2345 /*
2346  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2347  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2348  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2349  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2350  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2351  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2352  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2353  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2354  * updated.
2355  *
2356  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2357  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2358  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2359  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2360  * invoke it again.
2361  */
2362 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2363 {
2364         long mask;
2365         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2366
2367         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2368         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2369             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2370             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2371                 return;
2372         for (;;) {
2373                 mask = rnp->grpmask;
2374                 rnp = rnp->parent;
2375                 if (!rnp)
2376                         break;
2377                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2378                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2379                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2380                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2381                 if (rnp->qsmaskinit) {
2382                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2383                         /* irqs remain disabled. */
2384                         return;
2385                 }
2386                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2387         }
2388 }
2389
2390 /*
2391  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2392  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2393  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2394  * explicit locking.
2395  */
2396 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2397 {
2398         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2399         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2400
2401         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2402                 return 0;
2403
2404         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2405         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2406         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2407         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2408         return 0;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2413  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2414  */
2415 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2416 {
2417         unsigned long flags;
2418         struct rcu_head *rhp;
2419         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2420         long bl, count;
2421
2422         /* If no callbacks are ready, just return. */
2423         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2424                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2425                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2426                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2427                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2428                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2429                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2430                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2431                 return;
2432         }
2433
2434         /*
2435          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2436          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2437          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2438          */
2439         local_irq_save(flags);
2440         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2441         bl = rdp->blimit;
2442         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2443                               rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2444                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2445         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2446         local_irq_restore(flags);
2447
2448         /* Invoke callbacks. */
2449         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2450         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2451                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2452                 if (__rcu_reclaim(rcu_state.name, rhp))
2453                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2454                 /*
2455                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2456                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2457                  */
2458                 if (-rcl.len >= bl &&
2459                     (need_resched() ||
2460                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2461                         break;
2462         }
2463
2464         local_irq_save(flags);
2465         count = -rcl.len;
2466         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2467                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2468
2469         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2470         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2471         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2472         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2473
2474         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2475         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2476         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2477                 rdp->blimit = blimit;
2478
2479         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2480         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2481                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2482                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2483         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2484                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2485
2486         /*
2487          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2488          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2489          */
2490         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2491
2492         local_irq_restore(flags);
2493
2494         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2495         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2496                 invoke_rcu_core();
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2501  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2502  * Also schedule RCU core processing.
2503  *
2504  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2505  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2506  */
2507 void rcu_check_callbacks(int user)
2508 {
2509         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2510         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2511         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2512         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2513                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2514                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2515                         set_tsk_need_resched(current);
2516                         set_preempt_need_resched();
2517                 }
2518                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2519         }
2520         rcu_flavor_check_callbacks(user);
2521         if (rcu_pending())
2522                 invoke_rcu_core();
2523
2524         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2529  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2530  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2531  *
2532  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2533  */
2534 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2535 {
2536         int cpu;
2537         unsigned long flags;
2538         unsigned long mask;
2539         struct rcu_node *rnp;
2540
2541         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2542                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2543                 mask = 0;
2544                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2545                 if (rnp->qsmask == 0) {
2546                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) ||
2547                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2548                                 /*
2549                                  * No point in scanning bits because they
2550                                  * are all zero.  But we might need to
2551                                  * priority-boost blocked readers.
2552                                  */
2553                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2554                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2555                                 continue;
2556                         }
2557                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2558                         continue;
2559                 }
2560                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2561                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2562                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2563                                 if (f(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)))
2564                                         mask |= bit;
2565                         }
2566                 }
2567                 if (mask != 0) {
2568                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2569                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2570                 } else {
2571                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2572                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2573                 }
2574         }
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2579  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2580  */
2581 static void force_quiescent_state(void)
2582 {
2583         unsigned long flags;
2584         bool ret;
2585         struct rcu_node *rnp;
2586         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2587
2588         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2589         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2590         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2591                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2592                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2593                 if (rnp_old != NULL)
2594                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2595                 if (ret)
2596                         return;
2597                 rnp_old = rnp;
2598         }
2599         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2600
2601         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2602         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2603         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2604         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2605                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2606                 return;  /* Someone beat us to it. */
2607         }
2608         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2609                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2610         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2611         rcu_gp_kthread_wake();
2612 }
2613
2614 /*
2615  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2616  * RCU to come out of its idle mode.
2617  */
2618 void
2619 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
2620                          const unsigned long gpssdelay)
2621 {
2622         unsigned long flags;
2623         unsigned long j;
2624         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
2625         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2626
2627         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) || rcu_gp_in_progress() ||
2628             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed))
2629                 return;
2630         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2631         if (time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_req_activity) + gpssdelay) ||
2632             time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_activity) + gpssdelay) ||
2633             atomic_read(&warned))
2634                 return;
2635
2636         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2637         j = jiffies;
2638         if (rcu_gp_in_progress() ||
2639             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2640             time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_req_activity) + gpssdelay) ||
2641             time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_activity) + gpssdelay) ||
2642             atomic_read(&warned)) {
2643                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2644                 return;
2645         }
2646         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2647
2648         if (rnp_root != rnp)
2649                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2650         j = jiffies;
2651         if (rcu_gp_in_progress() ||
2652             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2653             time_before(j, rcu_state.gp_req_activity + gpssdelay) ||
2654             time_before(j, rcu_state.gp_activity + gpssdelay) ||
2655             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2656                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2657                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2658                 return;
2659         }
2660         pr_alert("%s: g%ld->%ld gar:%lu ga:%lu f%#x gs:%d %s->state:%#lx\n",
2661                  __func__, (long)READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2662                  (long)READ_ONCE(rnp_root->gp_seq_needed),
2663                  j - rcu_state.gp_req_activity, j - rcu_state.gp_activity,
2664                  rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_state, rcu_state.name,
2665                  rcu_state.gp_kthread ? rcu_state.gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2666         WARN_ON(1);
2667         if (rnp_root != rnp)
2668                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2669         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2670 }
2671
2672 /*
2673  * Do a forward-progress check for rcutorture.  This is normally invoked
2674  * due to an OOM event.  The argument "j" gives the time period during
2675  * which rcutorture would like progress to have been made.
2676  */
2677 void rcu_fwd_progress_check(unsigned long j)
2678 {
2679         unsigned long cbs;
2680         int cpu;
2681         unsigned long max_cbs = 0;
2682         int max_cpu = -1;
2683         struct rcu_data *rdp;
2684
2685         if (rcu_gp_in_progress()) {
2686                 pr_info("%s: GP age %lu jiffies\n",
2687                         __func__, jiffies - rcu_state.gp_start);
2688                 show_rcu_gp_kthreads();
2689         } else {
2690                 pr_info("%s: Last GP end %lu jiffies ago\n",
2691                         __func__, jiffies - rcu_state.gp_end);
2692                 preempt_disable();
2693                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2694                 rcu_check_gp_start_stall(rdp->mynode, rdp, j);
2695                 preempt_enable();
2696         }
2697         for_each_possible_cpu(cpu) {
2698                 cbs = rcu_get_n_cbs_cpu(cpu);
2699                 if (!cbs)
2700                         continue;
2701                 if (max_cpu < 0)
2702                         pr_info("%s: callbacks", __func__);
2703                 pr_cont(" %d: %lu", cpu, cbs);
2704                 if (cbs <= max_cbs)
2705                         continue;
2706                 max_cbs = cbs;
2707                 max_cpu = cpu;
2708         }
2709         if (max_cpu >= 0)
2710                 pr_cont("\n");
2711 }
2712 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_fwd_progress_check);
2713
2714 /*
2715  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_data
2716  * structures.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
2717  * belongs.
2718  */
2719 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2720 {
2721         unsigned long flags;
2722         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2723         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2724
2725         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2726                 return;
2727         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2728         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2729
2730         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2731         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2732                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2733         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2734                 set_tsk_need_resched(current);
2735                 set_preempt_need_resched();
2736         }
2737
2738         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2739         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2740
2741         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2742         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2743             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2744                 local_irq_save(flags);
2745                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2746                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2747                 local_irq_restore(flags);
2748         }
2749
2750         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2751
2752         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2753         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2754                 invoke_rcu_callbacks(rdp);
2755
2756         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2757         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2758         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Schedule RCU callback invocation.  If the running implementation of RCU
2763  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call, otherwise
2764  * wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we are running
2765  * on the current CPU with softirqs disabled, the rcu_cpu_kthread_task
2766  * cannot disappear out from under us.
2767  */
2768 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_data *rdp)
2769 {
2770         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2771                 return;
2772         if (likely(!rcu_state.boost)) {
2773                 rcu_do_batch(rdp);
2774                 return;
2775         }
2776         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2777 }
2778
2779 static void invoke_rcu_core(void)
2780 {
2781         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2782                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2783 }
2784
2785 /*
2786  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2787  */
2788 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2789                             unsigned long flags)
2790 {
2791         /*
2792          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2793          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2794          */
2795         if (!rcu_is_watching())
2796                 invoke_rcu_core();
2797
2798         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2799         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2800                 return;
2801
2802         /*
2803          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2804          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2805          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2806          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2807          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2808          */
2809         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2810                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2811
2812                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2813                 note_gp_changes(rdp);
2814
2815                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2816                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2817                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2818                 } else {
2819                         /* Give the grace period a kick. */
2820                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2821                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2822                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2823                                 force_quiescent_state();
2824                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2825                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2826                 }
2827         }
2828 }
2829
2830 /*
2831  * RCU callback function to leak a callback.
2832  */
2833 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2834 {
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2839  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2840  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only rcu_barrier()
2841  * is expected to specify a CPU.
2842  */
2843 static void
2844 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, int cpu, bool lazy)
2845 {
2846         unsigned long flags;
2847         struct rcu_data *rdp;
2848
2849         /* Misaligned rcu_head! */
2850         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2851
2852         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2853                 /*
2854                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2855                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2856                  * time callback was passed to __call_rcu().
2857                  */
2858                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2859                           head, head->func);
2860                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2861                 return;
2862         }
2863         head->func = func;
2864         head->next = NULL;
2865         local_irq_save(flags);
2866         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2867
2868         /* Add the callback to our list. */
2869         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2870                 int offline;
2871
2872                 if (cpu != -1)
2873                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2874                 if (likely(rdp->mynode)) {
2875                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2876                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2877                         WARN_ON_ONCE(offline);
2878                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2879                         local_irq_restore(flags);
2880                         return;
2881                 }
2882                 /*
2883                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2884                  * and then drop through to queue the callback.
2885                  */
2886                 WARN_ON_ONCE(cpu != -1);
2887                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2888                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2889                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2890         }
2891         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2892         if (!lazy)
2893                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2894
2895         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2896                 trace_rcu_kfree_callback(rcu_state.name, head,
2897                                          (unsigned long)func,
2898                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2899                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2900         else
2901                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2902                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2903                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2904
2905         /* Go handle any RCU core processing required. */
2906         __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2907         local_irq_restore(flags);
2908 }
2909
2910 /**
2911  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2912  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2913  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2914  *
2915  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2916  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2917  * critical sections have completed.  However, the callback function
2918  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2919  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
2920  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
2921  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
2922  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
2923  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
2924  * handlers, and NMI handlers.
2925  *
2926  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2927  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2928  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2929  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2930  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2931  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2932  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2933  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2934  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2935  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2936  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2937  *
2938  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2939  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2940  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2941  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2942  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2943  * more than one CPU).
2944  */
2945 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2946 {
2947         __call_rcu(head, func, -1, 0);
2948 }
2949 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2950
2951 /*
2952  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2953  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2954  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2955  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2956  * function may only be called from __kfree_rcu().
2957  */
2958 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2959 {
2960         __call_rcu(head, func, -1, 1);
2961 }
2962 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2963
2964 /**
2965  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2966  *
2967  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2968  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2969  * meantime.
2970  */
2971 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2972 {
2973         /*
2974          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2975          * before the load from ->gp_seq.
2976          */
2977         smp_mb();  /* ^^^ */
2978         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2981
2982 /**
2983  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2984  *
2985  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2986  *
2987  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2988  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2989  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2990  *
2991  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2992  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2993  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2994  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2995  */
2996 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2997 {
2998         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
2999                 synchronize_rcu();
3000         else
3001                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3002 }
3003 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3004
3005 /*
3006  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3007  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3008  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3009  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3010  * stalls first, else we might not get a chance.
3011  */
3012 static int rcu_pending(void)
3013 {
3014         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3015         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3016
3017         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3018         check_cpu_stall(rdp);
3019
3020         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3021         if (rcu_nohz_full_cpu())
3022                 return 0;
3023
3024         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3025         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3026                 return 1;
3027
3028         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3029         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3030                 return 1;
3031
3032         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3033         if (!rcu_gp_in_progress() &&
3034             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3035             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3036                 return 1;
3037
3038         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3039         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3040             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3041                 return 1;
3042
3043         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3044         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3045                 return 1;
3046
3047         /* nothing to do */
3048         return 0;
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3053  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3054  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3055  */
3056 static bool rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3057 {
3058         bool al = true;
3059         bool hc = false;
3060         struct rcu_data *rdp;
3061
3062         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3063         if (!rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist)) {
3064                 hc = true;
3065                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist))
3066                         al = false;
3067         }
3068         if (all_lazy)
3069                 *all_lazy = al;
3070         return hc;
3071 }
3072
3073 /*
3074  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3075  * the compiler is expected to optimize this away.
3076  */
3077 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3078 {
3079         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3080                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3081 }
3082
3083 /*
3084  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3085  * up the task executing rcu_barrier().
3086  */
3087 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3088 {
3089         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3090                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1,
3091                                    rcu_state.barrier_sequence);
3092                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3093         } else {
3094                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3095         }
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3100  */
3101 static void rcu_barrier_func(void *unused)
3102 {
3103         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
3104
3105         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3106         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3107         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3108         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3109                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3110         } else {
3111                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3112                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3113                                    rcu_state.barrier_sequence);
3114         }
3115 }
3116
3117 /**
3118  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3119  *
3120  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3121  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3122  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3123  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3124  */
3125 void rcu_barrier(void)
3126 {
3127         int cpu;
3128         struct rcu_data *rdp;
3129         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3130
3131         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3132
3133         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3134         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3135
3136         /* Did someone else do our work for us? */
3137         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3138                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3139                                    rcu_state.barrier_sequence);
3140                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3141                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3142                 return;
3143         }
3144
3145         /* Mark the start of the barrier operation. */
3146         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3147         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3148
3149         /*
3150          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3151          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3152          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3153          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3154          */
3155         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3156         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 1);
3157         get_online_cpus();
3158
3159         /*
3160          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3161          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3162          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3163          */
3164         for_each_possible_cpu(cpu) {
3165                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3166                         continue;
3167                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3168                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3169                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(cpu)) {
3170                                 rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3171                                                    rcu_state.barrier_sequence);
3172                         } else {
3173                                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3174                                                    rcu_state.barrier_sequence);
3175                                 smp_mb__before_atomic();
3176                                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3177                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3178                                            rcu_barrier_callback, cpu, 0);
3179                         }
3180                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3181                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3182                                            rcu_state.barrier_sequence);
3183                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, NULL, 1);
3184                 } else {
3185                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3186                                            rcu_state.barrier_sequence);
3187                 }
3188         }
3189         put_online_cpus();
3190
3191         /*
3192          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3193          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3194          */
3195         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count))
3196                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3197
3198         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3199         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3200
3201         /* Mark the end of the barrier operation. */
3202         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3203         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3204
3205         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3206         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3207 }
3208 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3209
3210 /*
3211  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3212  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3213  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3214  * disabled.
3215  */
3216 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3217 {
3218         long mask;
3219         long oldmask;
3220         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3221
3222         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3223         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3224         for (;;) {
3225                 mask = rnp->grpmask;
3226                 rnp = rnp->parent;
3227                 if (rnp == NULL)
3228                         return;
3229                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3230                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3231                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3232                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3233                 if (oldmask)
3234                         return;
3235         }
3236 }
3237
3238 /*
3239  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3240  */
3241 static void __init
3242 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3243 {
3244         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3245
3246         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3247         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3248         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
3249         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
3250         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3251         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3252         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3253         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3254         rdp->cpu = cpu;
3255         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3260  * are available.  The incoming CPU is not present.
3261  *
3262  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3263  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3264  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3265  * CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3266  */
3267 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3268 {
3269         unsigned long flags;
3270         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3271         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3272
3273         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3274         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3275         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3276         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
3277         rdp->blimit = blimit;
3278         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3279             !init_nocb_callback_list(rdp))
3280                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3281         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
3282         rcu_dynticks_eqs_online();
3283         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3284
3285         /*
3286          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3287          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3288          * of the next grace period.
3289          */
3290         rnp = rdp->mynode;
3291         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3292         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3293         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3294         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3295         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3296         rdp->core_needs_qs = false;
3297         rdp->rcu_iw_pending = false;
3298         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3299         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3300         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3301         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3302         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3303
3304         return 0;
3305 }
3306
3307 /*
3308  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3309  */
3310 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3311 {
3312         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3313
3314         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3319  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3320  */
3321 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3322 {
3323         unsigned long flags;
3324         struct rcu_data *rdp;
3325         struct rcu_node *rnp;
3326
3327         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3328         rnp = rdp->mynode;
3329         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3330         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3331         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3332         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3333                 srcu_online_cpu(cpu);
3334         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3335                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3336         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3337         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3338         return 0;
3339 }
3340
3341 /*
3342  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3343  * with pretty much all services enabled.
3344  */
3345 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3346 {
3347         unsigned long flags;
3348         struct rcu_data *rdp;
3349         struct rcu_node *rnp;
3350
3351         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3352         rnp = rdp->mynode;
3353         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3354         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3355         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3356
3357         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3358         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3359                 srcu_offline_cpu(cpu);
3360         return 0;
3361 }
3362
3363 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3364
3365 /*
3366  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3367  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3368  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3369  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3370  * will result in lockdep splats.
3371  *
3372  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3373  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3374  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3375  */
3376 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3377 {
3378         unsigned long flags;
3379         unsigned long mask;
3380         int nbits;
3381         unsigned long oldmask;
3382         struct rcu_data *rdp;
3383         struct rcu_node *rnp;
3384
3385         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3386                 return;
3387
3388         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3389
3390         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3391         rnp = rdp->mynode;
3392         mask = rdp->grpmask;
3393         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3394         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3395         oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3396         rnp->expmaskinitnext |= mask;
3397         oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3398         nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3399         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3400         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + nbits); /* ^^^ */
3401         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
3402         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3403         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3404         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
3405                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
3406                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3407         } else {
3408                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3409         }
3410         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3411 }
3412
3413 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3414 /*
3415  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3416  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
3417  *
3418  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3419  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3420  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3421  */
3422 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3423 {
3424         unsigned long flags;
3425         unsigned long mask;
3426         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3427         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3428
3429         /* QS for any half-done expedited grace period. */
3430         preempt_disable();
3431         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
3432         preempt_enable();
3433         rcu_preempt_deferred_qs(current);
3434
3435         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3436         mask = rdp->grpmask;
3437         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
3438         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3439         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3440         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3441         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
3442                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
3443                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3444                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3445         }
3446         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3447         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3448         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
3449
3450         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
3455  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
3456  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
3457  */
3458 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3459 {
3460         unsigned long flags;
3461         struct rcu_data *my_rdp;
3462         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3463         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
3464         bool needwake;
3465
3466         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3467                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3468
3469         local_irq_save(flags);
3470         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3471         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3472                 local_irq_restore(flags);
3473                 return;
3474         }
3475         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3476         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3477         needwake = rcu_advance_cbs(rnp_root, rdp) ||
3478                    rcu_advance_cbs(rnp_root, my_rdp);
3479         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3480         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3481                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3482         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3483         if (needwake)
3484                 rcu_gp_kthread_wake();
3485         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3486                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3487                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3488                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3489                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3490 }
3491 #endif
3492
3493 /*
3494  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3495  * and hibernation run faster.
3496  */
3497 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3498                          unsigned long action, void *hcpu)
3499 {
3500         switch (action) {
3501         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3502         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3503                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3504                         rcu_expedite_gp();
3505                 break;
3506         case PM_POST_HIBERNATION:
3507         case PM_POST_SUSPEND:
3508                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3509                         rcu_unexpedite_gp();
3510                 break;
3511         default:
3512                 break;
3513         }
3514         return NOTIFY_OK;
3515 }
3516
3517 /*
3518  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
3519  */
3520 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3521 {
3522         unsigned long flags;
3523         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3524         struct rcu_node *rnp;
3525         struct sched_param sp;
3526         struct task_struct *t;
3527
3528         /* Force priority into range. */
3529         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
3530             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
3531                 kthread_prio = 2;
3532         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3533                 kthread_prio = 1;
3534         else if (kthread_prio < 0)
3535                 kthread_prio = 0;
3536         else if (kthread_prio > 99)
3537                 kthread_prio = 99;
3538
3539         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3540                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3541                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3542
3543         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3544         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
3545         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
3546                 return 0;
3547         rnp = rcu_get_root();
3548         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3549         rcu_state.gp_kthread = t;
3550         if (kthread_prio) {
3551                 sp.sched_priority = kthread_prio;
3552                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3553         }
3554         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3555         wake_up_process(t);
3556         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3557         rcu_spawn_boost_kthreads();
3558         return 0;
3559 }
3560 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3561
3562 /*
3563  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3564  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3565  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3566  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3567  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3568  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3569  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3570  * runtime RCU functionality.
3571  */
3572 void rcu_scheduler_starting(void)
3573 {
3574         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3575         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3576         rcu_test_sync_prims();
3577         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3578         rcu_test_sync_prims();
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
3583  */
3584 static void __init rcu_init_one(void)
3585 {
3586         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3587         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3588         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3589         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3590
3591         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3592         int cpustride = 1;
3593         int i;
3594         int j;
3595         struct rcu_node *rnp;
3596
3597         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3598
3599         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3600         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3601                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3602
3603         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3604
3605         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3606                 rcu_state.level[i] =
3607                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3608         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3609
3610         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3611
3612         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3613                 cpustride *= levelspread[i];
3614                 rnp = rcu_state.level[i];
3615                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3616                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3617                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3618                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3619                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3620                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3621                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3622                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3623                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
3624                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
3625                         rnp->qsmask = 0;
3626                         rnp->qsmaskinit = 0;
3627                         rnp->grplo = j * cpustride;
3628                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3629                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3630                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3631                         if (i == 0) {
3632                                 rnp->grpnum = 0;
3633                                 rnp->grpmask = 0;
3634                                 rnp->parent = NULL;
3635                         } else {
3636                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3637                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
3638                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
3639                                               j / levelspread[i - 1];
3640                         }
3641                         rnp->level = i;
3642                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3643                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3644                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3645                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3646                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3647                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3648                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3649                 }
3650         }
3651
3652         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
3653         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
3654         rnp = rcu_first_leaf_node();
3655         for_each_possible_cpu(i) {
3656                 while (i > rnp->grphi)
3657                         rnp++;
3658                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
3659                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
3660         }
3661 }
3662
3663 /*
3664  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3665  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3666  * the ->node array in the rcu_state structure.
3667  */
3668 static void __init rcu_init_geometry(void)
3669 {
3670         ulong d;
3671         int i;
3672         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3673
3674         /*
3675          * Initialize any unspecified boot parameters.
3676          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3677          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3678          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3679          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3680          */
3681         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3682         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3683                 jiffies_till_first_fqs = d;
3684         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3685                 jiffies_till_next_fqs = d;
3686         if (jiffies_till_sched_qs == ULONG_MAX)
3687                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
3688
3689         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3690         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
3691             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3692                 return;
3693         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
3694                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3695
3696         /*
3697          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
3698          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
3699          * Complain and fall back to the compile-time values if this
3700          * limit is exceeded.
3701          */
3702         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
3703             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
3704                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3705                 WARN_ON(1);
3706                 return;
3707         }
3708
3709         /*
3710          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3711          * with the given number of levels.
3712          */
3713         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
3714         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
3715                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
3716
3717         /*
3718          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
3719          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
3720          */
3721         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
3722                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3723                 WARN_ON(1);
3724                 return;
3725         }
3726
3727         /* Calculate the number of levels in the tree. */
3728         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
3729         }
3730         rcu_num_lvls = i + 1;
3731
3732         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3733         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
3734                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
3735                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
3736         }
3737
3738         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3739         rcu_num_nodes = 0;
3740         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3741                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3742 }
3743
3744 /*
3745  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
3746  * with the rcu_state structure.
3747  */
3748 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
3749 {
3750         int level = 0;
3751         struct rcu_node *rnp;
3752
3753         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
3754         pr_info(" ");
3755         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
3756                 if (rnp->level != level) {
3757                         pr_cont("\n");
3758                         pr_info(" ");
3759                         level = rnp->level;
3760                 }
3761                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
3762         }
3763         pr_cont("\n");
3764 }
3765
3766 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
3767 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
3768
3769 void __init rcu_init(void)
3770 {
3771         int cpu;
3772
3773         rcu_early_boot_tests();
3774
3775         rcu_bootup_announce();
3776         rcu_init_geometry();
3777         rcu_init_one();
3778         if (dump_tree)
3779                 rcu_dump_rcu_node_tree();
3780         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3781
3782         /*
3783          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3784          * this is called early in boot, before either interrupts
3785          * or the scheduler are operational.
3786          */
3787         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3788         for_each_online_cpu(cpu) {
3789                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
3790                 rcu_cpu_starting(cpu);
3791                 rcutree_online_cpu(cpu);
3792         }
3793
3794         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
3795         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3796         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
3797         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3798         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
3799         srcu_init();
3800 }
3801
3802 #include "tree_exp.h"
3803 #include "tree_plugin.h"