rcu: Add debugging info to assertion
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
101         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
102         .abbr = sabbr, \
103         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
104         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
127 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166
167 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
168 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
169 module_param(kthread_prio, int, 0644);
170
171 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
172
173 static int gp_preinit_delay;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
175 static int gp_init_delay;
176 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
177 static int gp_cleanup_delay;
178 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
179
180 /*
181  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
182  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
183  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
184  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
185  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
186  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
187  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
188  */
189 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
190
191 /*
192  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
193  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
194  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
195  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
196  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
197  * These variables enable correlating rcutorture output with the
198  * RCU tracing information.
199  */
200 unsigned long rcutorture_testseq;
201 unsigned long rcutorture_vernum;
202
203 /*
204  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
205  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
206  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
207  * in most contexts.
208  */
209 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
210 {
211         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
212 }
213
214 /*
215  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
216  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
217  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
218  */
219 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
220 {
221         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
222 }
223
224 /*
225  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
226  * how many quiescent states passed, just if there was at least
227  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
228  * The caller must have disabled preemption.
229  */
230 void rcu_sched_qs(void)
231 {
232         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
233         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
234                 return;
235         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
236                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
237                                TPS("cpuqs"));
238         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
239         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
240                 return;
241         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
242         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
243                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
244 }
245
246 void rcu_bh_qs(void)
247 {
248         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
249         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
250                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
251                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
252                                        TPS("cpuqs"));
253                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
254         }
255 }
256
257 /*
258  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
259  * control.  Initially this is for TLB flushing.
260  */
261 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
263 #ifndef rcu_eqs_special_exit
264 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
265 #endif
266
267 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
268         .dynticks_nesting = 1,
269         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
270         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
271 };
272
273 /*
274  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
275  * called when not already in an extended quiescent state.
276  */
277 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
278 {
279         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
280         int seq;
281
282         /*
283          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
284          * critical sections, and we also must force ordering with the
285          * next idle sojourn.
286          */
287         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
288         /* Better be in an extended quiescent state! */
289         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
290                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
291         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
292         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
293                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
294 }
295
296 /*
297  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
298  * called from an extended quiescent state.
299  */
300 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
301 {
302         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
303         int seq;
304
305         /*
306          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
307          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
308          * critical section.
309          */
310         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
311         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
312                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
313         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
314                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
315                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
316                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
317                 rcu_eqs_special_exit();
318         }
319 }
320
321 /*
322  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
323  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
324  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
325  * to the next non-quiescent value.
326  *
327  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
328  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
329  * or when the corresponding CPU is offline.
330  */
331 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
332 {
333         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
334
335         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
336                 return;
337         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
338 }
339
340 /*
341  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
342  *
343  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
344  */
345 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
346 {
347         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
348
349         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
350 }
351
352 /*
353  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
354  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
355  */
356 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
357 {
358         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
359
360         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
361 }
362
363 /*
364  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
365  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
366  */
367 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
368 {
369         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
370 }
371
372 /*
373  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
374  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
375  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
376  */
377 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
378 {
379         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
380 }
381
382 /*
383  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
384  * momentary idle-CPU quiescent state.
385  */
386 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
387 {
388         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
389         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
390                                         &rdtp->dynticks);
391
392         /* It is illegal to call this from idle state. */
393         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
394 }
395
396 /*
397  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
398  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
399  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
400  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
401  * an extended quiescent state.
402  */
403 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
404 {
405         int old;
406         int new;
407         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
408
409         do {
410                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
411                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
412                         return false;
413                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
414         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
415         return true;
416 }
417
418 /*
419  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
420  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
421  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
422  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
423  * this CPU might (or might not) do in the near future.
424  *
425  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
426  *
427  * The caller must have disabled interrupts.
428  */
429 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
430 {
431         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
432         rcu_dynticks_momentary_idle();
433 }
434
435 /*
436  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
437  * and requires special handling for preemptible RCU.
438  * The caller must have disabled interrupts.
439  */
440 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
441 {
442         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
443         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
444         rcu_sched_qs();
445         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
446         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
447         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
448                 goto out;
449         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
450         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
451                 rcu_momentary_dyntick_idle();
452         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
453         if (!preempt)
454                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
455 out:
456         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
457         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
458 }
459 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
460
461 /*
462  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
463  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
464  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
465  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
466  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
467  * all RCU flavors.
468  *
469  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
470  * called externally, but just in case this is called from within this
471  * file.
472  *
473  */
474 void rcu_all_qs(void)
475 {
476         unsigned long flags;
477
478         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
479                 return;
480         preempt_disable();
481         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
482         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
483                 preempt_enable();
484                 return;
485         }
486         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
487         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
488         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
489                 local_irq_save(flags);
490                 rcu_momentary_dyntick_idle();
491                 local_irq_restore(flags);
492         }
493         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
494                 rcu_sched_qs();
495         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
496         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
497         preempt_enable();
498 }
499 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
500
501 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
502 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
503 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
504 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
505 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
506 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
507
508 module_param(blimit, long, 0444);
509 module_param(qhimark, long, 0444);
510 module_param(qlowmark, long, 0444);
511
512 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
513 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
514 static bool rcu_kick_kthreads;
515
516 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
517 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
518 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
519
520 /*
521  * How long the grace period must be before we start recruiting
522  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
523  */
524 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
525 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
526
527 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
528 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
529 static int rcu_pending(void);
530
531 /*
532  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
533  */
534 unsigned long rcu_batches_started(void)
535 {
536         return rcu_state_p->gpnum;
537 }
538 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
539
540 /*
541  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
542  */
543 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
544 {
545         return rcu_sched_state.gpnum;
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
548
549 /*
550  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
551  */
552 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
553 {
554         return rcu_bh_state.gpnum;
555 }
556 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
557
558 /*
559  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
560  */
561 unsigned long rcu_batches_completed(void)
562 {
563         return rcu_state_p->completed;
564 }
565 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
566
567 /*
568  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
569  */
570 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
571 {
572         return rcu_sched_state.completed;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
575
576 /*
577  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
578  */
579 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
580 {
581         return rcu_bh_state.completed;
582 }
583 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
584
585 /*
586  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
587  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
588  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
589  * the cumulative batches since boot.
590  */
591 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
592 {
593         return rcu_state_p->expedited_sequence;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
596
597 /*
598  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
599  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
600  */
601 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
602 {
603         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
606
607 /*
608  * Force a quiescent state.
609  */
610 void rcu_force_quiescent_state(void)
611 {
612         force_quiescent_state(rcu_state_p);
613 }
614 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
615
616 /*
617  * Force a quiescent state for RCU BH.
618  */
619 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
620 {
621         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
622 }
623 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
624
625 /*
626  * Force a quiescent state for RCU-sched.
627  */
628 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
629 {
630         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
631 }
632 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
633
634 /*
635  * Show the state of the grace-period kthreads.
636  */
637 void show_rcu_gp_kthreads(void)
638 {
639         struct rcu_state *rsp;
640
641         for_each_rcu_flavor(rsp) {
642                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
643                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
644                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
645         }
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
648
649 /*
650  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
651  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
652  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
653  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
654  * store this state in rcutorture itself.
655  */
656 void rcutorture_record_test_transition(void)
657 {
658         rcutorture_testseq++;
659         rcutorture_vernum = 0;
660 }
661 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
662
663 /*
664  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
665  */
666 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
667                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
668 {
669         struct rcu_state *rsp = NULL;
670
671         switch (test_type) {
672         case RCU_FLAVOR:
673                 rsp = rcu_state_p;
674                 break;
675         case RCU_BH_FLAVOR:
676                 rsp = &rcu_bh_state;
677                 break;
678         case RCU_SCHED_FLAVOR:
679                 rsp = &rcu_sched_state;
680                 break;
681         default:
682                 break;
683         }
684         if (rsp == NULL)
685                 return;
686         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
687         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
688         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
689 }
690 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
691
692 /*
693  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
694  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
695  * messages.
696  */
697 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
698 {
699         rcutorture_vernum++;
700 }
701 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
702
703 /*
704  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
705  */
706 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
707 {
708         return &rsp->node[0];
709 }
710
711 /*
712  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
713  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
714  *
715  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
716  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
717  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
718  */
719 static void rcu_eqs_enter(bool user)
720 {
721         struct rcu_state *rsp;
722         struct rcu_data *rdp;
723         struct rcu_dynticks *rdtp;
724
725         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
726         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
727         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
728                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
729         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
730                 rdtp->dynticks_nesting--;
731                 return;
732         }
733
734         lockdep_assert_irqs_disabled();
735         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
736         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
737         for_each_rcu_flavor(rsp) {
738                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
739                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
740         }
741         rcu_prepare_for_idle();
742         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
743         rcu_dynticks_eqs_enter();
744         rcu_dynticks_task_enter();
745 }
746
747 /**
748  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
749  *
750  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
751  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
752  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
753  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
754  *
755  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
756  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
757  */
758 void rcu_idle_enter(void)
759 {
760         lockdep_assert_irqs_disabled();
761         rcu_eqs_enter(false);
762 }
763
764 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
765 /**
766  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
767  *
768  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
769  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
770  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
771  * when the CPU runs in userspace.
772  *
773  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
774  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
775  */
776 void rcu_user_enter(void)
777 {
778         lockdep_assert_irqs_disabled();
779         rcu_eqs_enter(true);
780 }
781 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
782
783 /**
784  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
785  *
786  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
787  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
788  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
789  * being RCU-idle.
790  *
791  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
792  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
793  */
794 void rcu_nmi_exit(void)
795 {
796         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
797
798         /*
799          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
800          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
801          * to us!)
802          */
803         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
804         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
805
806         /*
807          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
808          * leave it in non-RCU-idle state.
809          */
810         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
811                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
812                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
813                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
814                 return;
815         }
816
817         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
818         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
819         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
820         rcu_dynticks_eqs_enter();
821 }
822
823 /**
824  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
825  *
826  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
827  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
828  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
829  *
830  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
831  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
832  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
833  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
834  *
835  * Use things like work queues to work around this limitation.
836  *
837  * You have been warned.
838  *
839  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
840  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
841  */
842 void rcu_irq_exit(void)
843 {
844         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
845
846         lockdep_assert_irqs_disabled();
847         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
848                 rcu_prepare_for_idle();
849         rcu_nmi_exit();
850         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
851                 rcu_dynticks_task_enter();
852 }
853
854 /*
855  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
856  *
857  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
858  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
859  */
860 void rcu_irq_exit_irqson(void)
861 {
862         unsigned long flags;
863
864         local_irq_save(flags);
865         rcu_irq_exit();
866         local_irq_restore(flags);
867 }
868
869 /*
870  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
871  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
872  *
873  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
874  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
875  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
876  */
877 static void rcu_eqs_exit(bool user)
878 {
879         struct rcu_dynticks *rdtp;
880         long oldval;
881
882         lockdep_assert_irqs_disabled();
883         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
884         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
885         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
886         if (oldval) {
887                 rdtp->dynticks_nesting++;
888                 return;
889         }
890         rcu_dynticks_task_exit();
891         rcu_dynticks_eqs_exit();
892         rcu_cleanup_after_idle();
893         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
894         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
895         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
896         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
897 }
898
899 /**
900  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
901  *
902  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
903  * read-side critical sections can occur.
904  *
905  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
906  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
907  */
908 void rcu_idle_exit(void)
909 {
910         unsigned long flags;
911
912         local_irq_save(flags);
913         rcu_eqs_exit(false);
914         local_irq_restore(flags);
915 }
916
917 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
918 /**
919  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
920  *
921  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
922  * run a RCU read side critical section anytime.
923  *
924  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
925  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
926  */
927 void rcu_user_exit(void)
928 {
929         rcu_eqs_exit(1);
930 }
931 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
932
933 /**
934  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
935  *
936  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
937  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
938  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
939  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
940  * run out of stack space first.)
941  *
942  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
943  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
944  */
945 void rcu_nmi_enter(void)
946 {
947         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
948         long incby = 2;
949
950         /* Complain about underflow. */
951         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
952
953         /*
954          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
955          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
956          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
957          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
958          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
959          * period (observation due to Andy Lutomirski).
960          */
961         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
962                 rcu_dynticks_eqs_exit();
963                 incby = 1;
964         }
965         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
966                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
967                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
968         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
969                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
970         barrier();
971 }
972
973 /**
974  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
975  *
976  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
977  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
978  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
979  *
980  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
981  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
982  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
983  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
984  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
985  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
986  * But very infrequently and irreproducibly.
987  *
988  * Use things like work queues to work around this limitation.
989  *
990  * You have been warned.
991  *
992  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
993  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
994  */
995 void rcu_irq_enter(void)
996 {
997         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
998
999         lockdep_assert_irqs_disabled();
1000         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
1001                 rcu_dynticks_task_exit();
1002         rcu_nmi_enter();
1003         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
1004                 rcu_cleanup_after_idle();
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1009  *
1010  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1011  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1012  */
1013 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1014 {
1015         unsigned long flags;
1016
1017         local_irq_save(flags);
1018         rcu_irq_enter();
1019         local_irq_restore(flags);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1024  *
1025  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1026  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1027  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1028  * or NMI handler, return true.
1029  */
1030 bool notrace rcu_is_watching(void)
1031 {
1032         bool ret;
1033
1034         preempt_disable_notrace();
1035         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1036         preempt_enable_notrace();
1037         return ret;
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1040
1041 /*
1042  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1043  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1044  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1045  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1046  * time around this task will generate another request.
1047  */
1048 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1049 {
1050         int cpu;
1051
1052         barrier();
1053         cpu = task_cpu(t);
1054         if (!task_curr(t))
1055                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1056         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1057 }
1058
1059 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1060
1061 /*
1062  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1063  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1064  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1065  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1066  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1067  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1068  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1069  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1070  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1071  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1072  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1073  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1074  * of the CPU.
1075  *
1076  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1077  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1078  *
1079  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1080  * errors from NMI handlers anyway.
1081  */
1082 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1083 {
1084         struct rcu_data *rdp;
1085         struct rcu_node *rnp;
1086         bool ret;
1087
1088         if (in_nmi())
1089                 return true;
1090         preempt_disable();
1091         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1092         rnp = rdp->mynode;
1093         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1094               !rcu_scheduler_fully_active;
1095         preempt_enable();
1096         return ret;
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1099
1100 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1101
1102 /**
1103  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1104  *
1105  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1106  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1107  * disabled preemption.
1108  */
1109 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1110 {
1111         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1112                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1117  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1118  * of the rcu_node ->gpnum counter with respect to the rcu_data counters.
1119  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1120  * code whatsoever.
1121  */
1122 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1123 {
1124         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1125         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1126                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1127         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gpnum + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1128                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum + ULONG_MAX / 4;
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1133  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1134  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1135  */
1136 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1137 {
1138         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1139         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1140                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1141                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1142                 return 1;
1143         }
1144         return 0;
1145 }
1146
1147 /*
1148  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1149  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1150  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1151  * there is unexpected state on entry.
1152  */
1153 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1154 {
1155         struct rcu_data *rdp;
1156         struct rcu_node *rnp;
1157
1158         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1159         rnp = rdp->mynode;
1160         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1161         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1162                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1163                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1164         }
1165         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1170  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1171  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1172  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1173  */
1174 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1175 {
1176         unsigned long jtsq;
1177         bool *rnhqp;
1178         bool *ruqp;
1179         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1180
1181         /*
1182          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1183          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1184          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1185          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1186          * read-side critical section that started before the beginning
1187          * of the current RCU grace period.
1188          */
1189         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1190                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1191                 rdp->dynticks_fqs++;
1192                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1193                 return 1;
1194         }
1195
1196         /*
1197          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1198          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1199          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1200          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1201          */
1202         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1203         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1204         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1205             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1206             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1207                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1208                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1209                 return 1;
1210         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1211                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1212                 smp_store_release(ruqp, true);
1213         }
1214
1215         /* Check for the CPU being offline. */
1216         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1217                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1218                 rdp->offline_fqs++;
1219                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1220                 return 1;
1221         }
1222
1223         /*
1224          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1225          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1226          * even context-switching back and forth between a pair of
1227          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1228          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1229          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1230          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1231          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1232          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1233          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1234          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1235          * there are at most four threads involved, and because the
1236          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1237          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1238          * quite low.
1239          */
1240         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1241         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1242             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1243              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1244                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1245                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1246                 smp_store_release(ruqp, true);
1247                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1248         }
1249
1250         /*
1251          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1252          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1253          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1254          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1255          */
1256         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1257                 resched_cpu(rdp->cpu);
1258                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1259                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gpnum != rnp->gpnum &&
1260                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1261                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1262                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1263                         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1264                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1265                 }
1266         }
1267
1268         return 0;
1269 }
1270
1271 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1272 {
1273         unsigned long j = jiffies;
1274         unsigned long j1;
1275
1276         rsp->gp_start = j;
1277         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1278         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1279         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1280         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1281         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1286  */
1287 static const char *gp_state_getname(short gs)
1288 {
1289         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1290                 return "???";
1291         return gp_state_names[gs];
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1296  */
1297 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1298 {
1299         unsigned long gpa;
1300         unsigned long j;
1301
1302         j = jiffies;
1303         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1304         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1305                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1306                        rsp->name, j - gpa,
1307                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1308                        rsp->gp_flags,
1309                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1310                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1311                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1312                 if (rsp->gp_kthread) {
1313                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1314                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1315                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1316                 }
1317         }
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1322  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1323  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1324  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1325  */
1326 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1327 {
1328         int cpu;
1329         unsigned long flags;
1330         struct rcu_node *rnp;
1331
1332         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1333                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1334                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1335                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1336                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1337                                         dump_cpu_task(cpu);
1338                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1339         }
1340 }
1341
1342 /*
1343  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1344  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1345  */
1346 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1347 {
1348         unsigned long j;
1349
1350         if (!rcu_kick_kthreads)
1351                 return;
1352         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1353         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1354             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1355                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1356                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1357                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1358                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1359         }
1360 }
1361
1362 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1363 {
1364         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1365                 panic("RCU Stall\n");
1366 }
1367
1368 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1369 {
1370         int cpu;
1371         long delta;
1372         unsigned long flags;
1373         unsigned long gpa;
1374         unsigned long j;
1375         int ndetected = 0;
1376         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1377         long totqlen = 0;
1378
1379         /* Kick and suppress, if so configured. */
1380         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1381         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1382                 return;
1383
1384         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1385
1386         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1387         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1388         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1389                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1390                 return;
1391         }
1392         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1393                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1394         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1395
1396         /*
1397          * OK, time to rat on our buddy...
1398          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1399          * RCU CPU stall warnings.
1400          */
1401         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1402                rsp->name);
1403         print_cpu_stall_info_begin();
1404         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1405                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1406                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1407                 if (rnp->qsmask != 0) {
1408                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1409                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1410                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1411                                         ndetected++;
1412                                 }
1413                 }
1414                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1415         }
1416
1417         print_cpu_stall_info_end();
1418         for_each_possible_cpu(cpu)
1419                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1420                                                             cpu)->cblist);
1421         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1422                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1423                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1424         if (ndetected) {
1425                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1426
1427                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1428                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1429         } else {
1430                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1431                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1432                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1433                 } else {
1434                         j = jiffies;
1435                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1436                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1437                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1438                                jiffies_till_next_fqs,
1439                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1440                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1441                         sched_show_task(current);
1442                 }
1443         }
1444
1445         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1446
1447         panic_on_rcu_stall();
1448
1449         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1450 }
1451
1452 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1453 {
1454         int cpu;
1455         unsigned long flags;
1456         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1457         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1458         long totqlen = 0;
1459
1460         /* Kick and suppress, if so configured. */
1461         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1462         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1463                 return;
1464
1465         /*
1466          * OK, time to rat on ourselves...
1467          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1468          * RCU CPU stall warnings.
1469          */
1470         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1471         print_cpu_stall_info_begin();
1472         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1473         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1474         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1475         print_cpu_stall_info_end();
1476         for_each_possible_cpu(cpu)
1477                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1478                                                             cpu)->cblist);
1479         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1480                 jiffies - rsp->gp_start,
1481                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1482
1483         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1484
1485         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1486
1487         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1488         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1489                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1490                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1491         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1492
1493         panic_on_rcu_stall();
1494
1495         /*
1496          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1497          *
1498          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1499          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1500          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1501          */
1502         resched_cpu(smp_processor_id());
1503 }
1504
1505 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1506 {
1507         unsigned long completed;
1508         unsigned long gpnum;
1509         unsigned long gps;
1510         unsigned long j;
1511         unsigned long js;
1512         struct rcu_node *rnp;
1513
1514         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1515             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1516                 return;
1517         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1518         j = jiffies;
1519
1520         /*
1521          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1522          *
1523          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1524          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1525          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1526          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1527          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1528          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1529          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1530          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1531          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1532          * from rsp->gpnum.
1533          *
1534          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1535          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1536          */
1537         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1538         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1539         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1540         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1541         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1542         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1543         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1544         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1545             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1546             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1547                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1548         rnp = rdp->mynode;
1549         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1550             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1551
1552                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1553                 print_cpu_stall(rsp);
1554
1555         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1556                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1557
1558                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1559                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1560         }
1561 }
1562
1563 /**
1564  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1565  *
1566  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1567  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1568  * RCU grace periods.
1569  *
1570  * The caller must disable hard irqs.
1571  */
1572 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1573 {
1574         struct rcu_state *rsp;
1575
1576         for_each_rcu_flavor(rsp)
1577                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1582  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1583  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1584  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1585  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1586  *
1587  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1588  */
1589 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1590                                        struct rcu_node *rnp)
1591 {
1592         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1593
1594         /*
1595          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1596          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1597          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1598          * period might have started, but just not yet gotten around
1599          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1600          */
1601         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1602                 return rnp->completed + 1;
1603
1604         /*
1605          * If the current rcu_node structure believes that RCU is
1606          * idle, and if the rcu_state structure does not yet reflect
1607          * the start of a new grace period, then the next grace period
1608          * will suffice.  The memory barrier is needed to accurately
1609          * sample the rsp->gpnum, and pairs with the second lock
1610          * acquisition in rcu_gp_init(), which is augmented with
1611          * smp_mb__after_unlock_lock() for this purpose.
1612          */
1613         if (rnp->gpnum == rnp->completed) {
1614                 smp_mb(); /* See above block comment. */
1615                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) == rnp->completed)
1616                         return rnp->completed + 1;
1617         }
1618
1619         /*
1620          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1621          * then the subsequent full grace period.
1622          */
1623         return rnp->completed + 2;
1624 }
1625
1626 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1627 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1628                               unsigned long c, const char *s)
1629 {
1630         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1631                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1632                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1637  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1638  * rcu_node structure's ->need_future_gp[] field.  Returns true if there
1639  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1640  *
1641  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1642  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1643  */
1644 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1645                               unsigned long c)
1646 {
1647         bool ret = false;
1648         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1649         struct rcu_node *rnp_root;
1650
1651         /*
1652          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1653          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1654          * has already been recorded -- or has already started.  If there
1655          * is already a grace period in progress in a non-leaf node, no
1656          * recording is needed because the end of the grace period will
1657          * scan the leaf rcu_node structures.  Note that rnp->lock must
1658          * not be released.
1659          */
1660         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1661         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1662         for (rnp_root = rnp; 1; rnp_root = rnp_root->parent) {
1663                 if (rnp_root != rnp)
1664                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1665                 WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_LT(rnp_root->gpnum +
1666                                           need_future_gp_mask(), c));
1667                 if (need_future_gp_element(rnp_root, c) ||
1668                     ULONG_CMP_GE(rnp_root->gpnum, c) ||
1669                     (rnp != rnp_root &&
1670                      rnp_root->gpnum != rnp_root->completed)) {
1671                         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Prestarted"));
1672                         goto unlock_out;
1673                 }
1674                 need_future_gp_element(rnp_root, c) = true;
1675                 if (rnp_root != rnp && rnp_root->parent != NULL)
1676                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1677                 if (!rnp_root->parent)
1678                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1679         }
1680
1681         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1682         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1683                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1684                 goto unlock_out;
1685         }
1686         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1687         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1688         if (!rsp->gp_kthread) {
1689                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("NoGPkthread"));
1690                 goto unlock_out;
1691         }
1692         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum), TPS("newreq"));
1693         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1694 unlock_out:
1695         if (rnp != rnp_root)
1696                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1702  * whether any additional grace periods have been requested.
1703  */
1704 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1705 {
1706         unsigned long c = rnp->completed;
1707         bool needmore;
1708         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1709
1710         need_future_gp_element(rnp, c) = false;
1711         needmore = need_any_future_gp(rnp);
1712         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c,
1713                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1714         return needmore;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1719  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1720  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1721  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1722  * a kthread that has not yet been created.
1723  */
1724 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1725 {
1726         if (current == rsp->gp_kthread ||
1727             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1728             !rsp->gp_kthread)
1729                 return;
1730         swake_up(&rsp->gp_wq);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1735  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1736  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1737  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1738  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1739  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1740  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1741  * awaken the RCU grace-period kthread.
1742  *
1743  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1744  */
1745 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1746                                struct rcu_data *rdp)
1747 {
1748         unsigned long c;
1749         bool ret = false;
1750
1751         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1752
1753         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1754         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1755                 return false;
1756
1757         /*
1758          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1759          * information.  Something about the fact that getting exact
1760          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1761          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1762          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1763          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1764          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1765          * number.
1766          */
1767         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1768         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c))
1769                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, c);
1770
1771         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1772         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1773                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1774         else
1775                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1776         return ret;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1781  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1782  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1783  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1784  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1785  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1786  *
1787  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1788  */
1789 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1790                             struct rcu_data *rdp)
1791 {
1792         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1793
1794         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1795         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1796                 return false;
1797
1798         /*
1799          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1800          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1801          */
1802         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1803
1804         /* Classify any remaining callbacks. */
1805         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1810  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1811  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1812  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1813  */
1814 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1815                               struct rcu_data *rdp)
1816 {
1817         bool ret;
1818         bool need_gp;
1819
1820         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1821
1822         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1823         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1824             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1825
1826                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1827                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1828
1829         } else {
1830
1831                 /* Advance callbacks. */
1832                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1833
1834                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1835                 rdp->completed = rnp->completed;
1836                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1837         }
1838
1839         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1840                 /*
1841                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1842                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1843                  * go looking for one.
1844                  */
1845                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1846                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1847                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1848                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1849                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1850                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1851                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1852                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1853                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1854         }
1855         return ret;
1856 }
1857
1858 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1859 {
1860         unsigned long flags;
1861         bool needwake;
1862         struct rcu_node *rnp;
1863
1864         local_irq_save(flags);
1865         rnp = rdp->mynode;
1866         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1867              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1868              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1869             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1870                 local_irq_restore(flags);
1871                 return;
1872         }
1873         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1874         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1875         if (needwake)
1876                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1877 }
1878
1879 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1880 {
1881         if (delay > 0 &&
1882             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1883                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1888  */
1889 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1890 {
1891         unsigned long oldmask;
1892         struct rcu_data *rdp;
1893         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1894
1895         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1896         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1897         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1898                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1899                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1900                 return false;
1901         }
1902         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1903
1904         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1905                 /*
1906                  * Grace period already in progress, don't start another.
1907                  * Not supposed to be able to happen.
1908                  */
1909                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1910                 return false;
1911         }
1912
1913         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1914         record_gp_stall_check_time(rsp);
1915         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1916         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1917         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1918         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1919
1920         /*
1921          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1922          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1923          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1924          * will handle subsequent offline CPUs.
1925          */
1926         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1927                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1928                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1929                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1930                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1931                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1932                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1933                         continue;
1934                 }
1935
1936                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1937                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1938                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1939
1940                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1941                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1942                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1943                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1944                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1945                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1946                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1947                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1948                 }
1949
1950                 /*
1951                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1952                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1953                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1954                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1955                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1956                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1957                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1958                  */
1959                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1960                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1961                      rnp->qsmaskinit)) {
1962                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1963                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1964                 }
1965
1966                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1967         }
1968
1969         /*
1970          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1971          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1972          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1973          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1974          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1975          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1976          * leaf node has been initialized.
1977          *
1978          * The grace period cannot complete until the initialization
1979          * process finishes, because this kthread handles both.
1980          */
1981         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1982                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1983                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1984                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1985                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1986                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1987                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1988                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1989                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1990                 if (rnp == rdp->mynode)
1991                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1992                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1993                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1994                                             rnp->level, rnp->grplo,
1995                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1996                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1997                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1998                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1999         }
2000
2001         return true;
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
2006  * time.
2007  */
2008 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2009 {
2010         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2011
2012         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2013         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2014         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2015                 return true;
2016
2017         /* The current grace period has completed. */
2018         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2019                 return true;
2020
2021         return false;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Do one round of quiescent-state forcing.
2026  */
2027 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2028 {
2029         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2030
2031         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2032         rsp->n_force_qs++;
2033         if (first_time) {
2034                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2035                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2036         } else {
2037                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2038                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2039         }
2040         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2041         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2042                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2043                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2044                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2045                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2046         }
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Clean up after the old grace period.
2051  */
2052 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2053 {
2054         unsigned long gp_duration;
2055         bool needgp = false;
2056         struct rcu_data *rdp;
2057         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2058         struct swait_queue_head *sq;
2059
2060         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2061         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2062         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2063         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2064                 rsp->gp_max = gp_duration;
2065
2066         /*
2067          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2068          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2069          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2070          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2071          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2072          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2073          */
2074         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2075
2076         /*
2077          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2078          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2079          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2080          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2081          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2082          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2083          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2084          */
2085         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2086                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2087                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2088                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2089                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2090                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2091                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2092                 if (rnp == rdp->mynode)
2093                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2094                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2095                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2096                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2097                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2098                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2099                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2100                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2101                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2102         }
2103         rnp = rcu_get_root(rsp);
2104         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2105
2106         /* Declare grace period done. */
2107         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2108         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2109         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2110         /* Check for GP requests since above loop. */
2111         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2112         if (need_any_future_gp(rnp)) {
2113                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rsp->completed - 1,
2114                                   TPS("CleanupMore"));
2115                 needgp = true;
2116         }
2117         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2118         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2119                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2120                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2121                                        TPS("newreq"));
2122         }
2123         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2124         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Body of kthread that handles grace periods.
2129  */
2130 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2131 {
2132         bool first_gp_fqs;
2133         int gf;
2134         unsigned long j;
2135         int ret;
2136         struct rcu_state *rsp = arg;
2137         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2138
2139         rcu_bind_gp_kthread();
2140         for (;;) {
2141
2142                 /* Handle grace-period start. */
2143                 for (;;) {
2144                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2145                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2146                                                TPS("reqwait"));
2147                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2148                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2149                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2150                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2151                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2152                         if (rcu_gp_init(rsp))
2153                                 break;
2154                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2155                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2156                         WARN_ON(signal_pending(current));
2157                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2158                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2159                                                TPS("reqwaitsig"));
2160                 }
2161
2162                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2163                 first_gp_fqs = true;
2164                 j = jiffies_till_first_fqs;
2165                 if (j > HZ) {
2166                         j = HZ;
2167                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2168                 }
2169                 ret = 0;
2170                 for (;;) {
2171                         if (!ret) {
2172                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2173                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2174                                            jiffies + 3 * j);
2175                         }
2176                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2177                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2178                                                TPS("fqswait"));
2179                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2180                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2181                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2182                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2183                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2184                         /* If grace period done, leave loop. */
2185                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2186                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2187                                 break;
2188                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2189                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2190                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2191                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2192                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2193                                                        TPS("fqsstart"));
2194                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2195                                 first_gp_fqs = false;
2196                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2197                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2198                                                        TPS("fqsend"));
2199                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2200                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2201                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2202                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2203                                 if (j > HZ) {
2204                                         j = HZ;
2205                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2206                                 } else if (j < 1) {
2207                                         j = 1;
2208                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2209                                 }
2210                         } else {
2211                                 /* Deal with stray signal. */
2212                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2213                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2214                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2215                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2216                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2217                                                        TPS("fqswaitsig"));
2218                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2219                                 j = jiffies;
2220                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2221                                         j = 1;
2222                                 else
2223                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2224                         }
2225                 }
2226
2227                 /* Handle grace-period end. */
2228                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2229                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2230                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2231         }
2232 }
2233
2234 /*
2235  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2236  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2237  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2238  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2239  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2240  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2241  * which is released before return.
2242  */
2243 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2244         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2245 {
2246         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2247         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2248         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2249         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2250         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2251 }
2252
2253 /*
2254  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2255  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2256  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2257  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2258  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2259  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2260  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2261  * must be held upon entry, and it is released before return.
2262  */
2263 static void
2264 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2265                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2266         __releases(rnp->lock)
2267 {
2268         unsigned long oldmask = 0;
2269         struct rcu_node *rnp_c;
2270
2271         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2272
2273         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2274         for (;;) {
2275                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2276
2277                         /*
2278                          * Our bit has already been cleared, or the
2279                          * relevant grace period is already over, so done.
2280                          */
2281                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2282                         return;
2283                 }
2284                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2285                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2286                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2287                 rnp->qsmask &= ~mask;
2288                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2289                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2290                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2291                                                  !!rnp->gp_tasks);
2292                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2293
2294                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2295                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2296                         return;
2297                 }
2298                 rnp->completedqs = rnp->gpnum;
2299                 mask = rnp->grpmask;
2300                 if (rnp->parent == NULL) {
2301
2302                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2303
2304                         break;
2305                 }
2306                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2307                 rnp_c = rnp;
2308                 rnp = rnp->parent;
2309                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2310                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2311         }
2312
2313         /*
2314          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2315          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2316          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2317          */
2318         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2323  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2324  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2325  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2326  * disabled.
2327  */
2328 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2329                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2330         __releases(rnp->lock)
2331 {
2332         unsigned long gps;
2333         unsigned long mask;
2334         struct rcu_node *rnp_p;
2335
2336         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2337         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2338             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2339                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2340                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2341         }
2342
2343         rnp_p = rnp->parent;
2344         if (rnp_p == NULL) {
2345                 /*
2346                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2347                  * try to report up to its nonexistent parent!
2348                  */
2349                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2350                 return;
2351         }
2352
2353         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2354         gps = rnp->gpnum;
2355         mask = rnp->grpmask;
2356         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2357         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2358         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2363  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2364  */
2365 static void
2366 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2367 {
2368         unsigned long flags;
2369         unsigned long mask;
2370         bool needwake;
2371         struct rcu_node *rnp;
2372
2373         rnp = rdp->mynode;
2374         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2375         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2376             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2377
2378                 /*
2379                  * The grace period in which this quiescent state was
2380                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2381                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2382                  * within the current grace period.
2383                  */
2384                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2385                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2386                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2387                 return;
2388         }
2389         mask = rdp->grpmask;
2390         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2391                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2392         } else {
2393                 rdp->core_needs_qs = false;
2394
2395                 /*
2396                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2397                  * callbacks can be processed during the next GP.
2398                  */
2399                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2400
2401                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2402                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2403                 if (needwake)
2404                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2405         }
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2410  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2411  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2412  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2413  */
2414 static void
2415 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2416 {
2417         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2418         note_gp_changes(rsp, rdp);
2419
2420         /*
2421          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2422          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2423          */
2424         if (!rdp->core_needs_qs)
2425                 return;
2426
2427         /*
2428          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2429          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2430          */
2431         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2432                 return;
2433
2434         /*
2435          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2436          * judge of that).
2437          */
2438         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2443  */
2444 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2445 {
2446         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2447         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2448         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2449
2450         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2451                 return;
2452
2453         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2454         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2455                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2456                                TPS("cpuofl"));
2457 }
2458
2459 /*
2460  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2461  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2462  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2463  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2464  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2465  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2466  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2467  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2468  * updated
2469  *
2470  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2471  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2472  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2473  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2474  * invoke it again.
2475  */
2476 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2477 {
2478         long mask;
2479         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2480
2481         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2482         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2483             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2484                 return;
2485         for (;;) {
2486                 mask = rnp->grpmask;
2487                 rnp = rnp->parent;
2488                 if (!rnp)
2489                         break;
2490                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2491                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2492                 rnp->qsmask &= ~mask;
2493                 if (rnp->qsmaskinit) {
2494                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2495                         /* irqs remain disabled. */
2496                         return;
2497                 }
2498                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2499         }
2500 }
2501
2502 /*
2503  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2504  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2505  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2506  * explicit locking.
2507  */
2508 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2509 {
2510         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2511         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2512
2513         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2514                 return;
2515
2516         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2517         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2522  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2523  */
2524 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2525 {
2526         unsigned long flags;
2527         struct rcu_head *rhp;
2528         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2529         long bl, count;
2530
2531         /* If no callbacks are ready, just return. */
2532         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2533                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2534                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2535                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2536                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2537                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2538                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2539                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2540                 return;
2541         }
2542
2543         /*
2544          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2545          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2546          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2547          */
2548         local_irq_save(flags);
2549         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2550         bl = rdp->blimit;
2551         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2552                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2553         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2554         local_irq_restore(flags);
2555
2556         /* Invoke callbacks. */
2557         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2558         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2559                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2560                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2561                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2562                 /*
2563                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2564                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2565                  */
2566                 if (-rcl.len >= bl &&
2567                     (need_resched() ||
2568                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2569                         break;
2570         }
2571
2572         local_irq_save(flags);
2573         count = -rcl.len;
2574         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2575                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2576
2577         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2578         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2579         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2580         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2581
2582         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2583         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2584         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2585                 rdp->blimit = blimit;
2586
2587         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2588         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2589                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2590                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2591         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2592                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2593
2594         /*
2595          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2596          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2597          */
2598         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2599
2600         local_irq_restore(flags);
2601
2602         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2603         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2604                 invoke_rcu_core();
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2609  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2610  * Also schedule RCU core processing.
2611  *
2612  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2613  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2614  */
2615 void rcu_check_callbacks(int user)
2616 {
2617         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2618         increment_cpu_stall_ticks();
2619         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2620
2621                 /*
2622                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2623                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2624                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2625                  * a quiescent state, so note it.
2626                  *
2627                  * No memory barrier is required here because both
2628                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2629                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2630                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2631                  */
2632
2633                 rcu_sched_qs();
2634                 rcu_bh_qs();
2635
2636         } else if (!in_softirq()) {
2637
2638                 /*
2639                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2640                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2641                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2642                  * critical section, so note it.
2643                  */
2644
2645                 rcu_bh_qs();
2646         }
2647         rcu_preempt_check_callbacks();
2648         if (rcu_pending())
2649                 invoke_rcu_core();
2650         if (user)
2651                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2652         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2657  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2658  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2659  *
2660  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2661  */
2662 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2663 {
2664         int cpu;
2665         unsigned long flags;
2666         unsigned long mask;
2667         struct rcu_node *rnp;
2668
2669         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2670                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2671                 mask = 0;
2672                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2673                 if (rnp->qsmask == 0) {
2674                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2675                             rsp != rcu_state_p ||
2676                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2677                                 /*
2678                                  * No point in scanning bits because they
2679                                  * are all zero.  But we might need to
2680                                  * priority-boost blocked readers.
2681                                  */
2682                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2683                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2684                                 continue;
2685                         }
2686                         if (rnp->parent &&
2687                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2688                                 /*
2689                                  * Race between grace-period
2690                                  * initialization and task exiting RCU
2691                                  * read-side critical section: Report.
2692                                  */
2693                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2694                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2695                                 continue;
2696                         }
2697                 }
2698                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2699                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2700                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2701                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2702                                         mask |= bit;
2703                         }
2704                 }
2705                 if (mask != 0) {
2706                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2707                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2708                 } else {
2709                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2710                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2711                 }
2712         }
2713 }
2714
2715 /*
2716  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2717  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2718  */
2719 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2720 {
2721         unsigned long flags;
2722         bool ret;
2723         struct rcu_node *rnp;
2724         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2725
2726         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2727         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2728         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2729                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2730                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2731                 if (rnp_old != NULL)
2732                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2733                 if (ret)
2734                         return;
2735                 rnp_old = rnp;
2736         }
2737         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2738
2739         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2740         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2741         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2742         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2743                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2744                 return;  /* Someone beat us to it. */
2745         }
2746         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2747         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2748         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2749 }
2750
2751 /*
2752  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2753  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2754  * whom the rdp belongs.
2755  */
2756 static void
2757 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2758 {
2759         unsigned long flags;
2760         bool needwake;
2761         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2762         struct rcu_node *rnp;
2763
2764         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2765
2766         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2767         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2768
2769         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2770         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2771             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2772                 local_irq_save(flags);
2773                 if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL)) {
2774                         local_irq_restore(flags);
2775                 } else {
2776                         rnp = rdp->mynode;
2777                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs disabled. */
2778                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2779                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2780                         if (needwake)
2781                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2782                 }
2783         }
2784
2785         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2786         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2787                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2788
2789         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2790         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Do RCU core processing for the current CPU.
2795  */
2796 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2797 {
2798         struct rcu_state *rsp;
2799
2800         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2801                 return;
2802         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2803         for_each_rcu_flavor(rsp)
2804                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2805         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2810  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2811  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2812  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2813  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2814  */
2815 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2816 {
2817         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2818                 return;
2819         if (likely(!rsp->boost)) {
2820                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2821                 return;
2822         }
2823         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2824 }
2825
2826 static void invoke_rcu_core(void)
2827 {
2828         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2829                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2834  */
2835 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2836                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2837 {
2838         bool needwake;
2839
2840         /*
2841          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2842          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2843          */
2844         if (!rcu_is_watching())
2845                 invoke_rcu_core();
2846
2847         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2848         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2849                 return;
2850
2851         /*
2852          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2853          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2854          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2855          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2856          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2857          */
2858         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2859                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2860
2861                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2862                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2863
2864                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2865                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2866                         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2867
2868                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2869                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2870                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2871                         if (needwake)
2872                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2873                 } else {
2874                         /* Give the grace period a kick. */
2875                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2876                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2877                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2878                                 force_quiescent_state(rsp);
2879                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2880                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2881                 }
2882         }
2883 }
2884
2885 /*
2886  * RCU callback function to leak a callback.
2887  */
2888 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2889 {
2890 }
2891
2892 /*
2893  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2894  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2895  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2896  * is expected to specify a CPU.
2897  */
2898 static void
2899 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2900            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2901 {
2902         unsigned long flags;
2903         struct rcu_data *rdp;
2904
2905         /* Misaligned rcu_head! */
2906         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2907
2908         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2909                 /*
2910                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2911                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2912                  * time callback was passed to __call_rcu().
2913                  */
2914                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2915                           head, head->func);
2916                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2917                 return;
2918         }
2919         head->func = func;
2920         head->next = NULL;
2921         local_irq_save(flags);
2922         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2923
2924         /* Add the callback to our list. */
2925         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2926                 int offline;
2927
2928                 if (cpu != -1)
2929                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2930                 if (likely(rdp->mynode)) {
2931                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2932                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2933                         WARN_ON_ONCE(offline);
2934                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2935                         local_irq_restore(flags);
2936                         return;
2937                 }
2938                 /*
2939                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2940                  * and then drop through to queue the callback.
2941                  */
2942                 BUG_ON(cpu != -1);
2943                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2944                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2945                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2946         }
2947         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2948         if (!lazy)
2949                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2950
2951         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2952                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2953                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2954                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2955         else
2956                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
2957                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2958                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2959
2960         /* Go handle any RCU core processing required. */
2961         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2962         local_irq_restore(flags);
2963 }
2964
2965 /**
2966  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
2967  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2968  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2969  *
2970  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2971  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2972  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
2973  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
2974  * or on voluntary preemption.
2975  * RCU read-side critical sections are delimited by:
2976  *
2977  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
2978  * - anything that disables preemption.
2979  *
2980  *  These may be nested.
2981  *
2982  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
2983  * memory ordering guarantees.
2984  */
2985 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2986 {
2987         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2990
2991 /**
2992  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
2993  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2994  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2995  *
2996  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2997  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2998  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
2999  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3000  * handler. This means that read-side critical sections in process
3001  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3002  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3003  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3004  *
3005  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3006  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3007  *
3008  * These may be nested.
3009  *
3010  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3011  * memory ordering guarantees.
3012  */
3013 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3014 {
3015         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3016 }
3017 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3018
3019 /*
3020  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3021  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3022  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3023  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3024  * function may only be called from __kfree_rcu().
3025  */
3026 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3027                     rcu_callback_t func)
3028 {
3029         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3032
3033 /*
3034  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3035  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3036  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3037  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3038  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3039  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3040  * some overhead: RCU still operates correctly.
3041  */
3042 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3043 {
3044         int ret;
3045
3046         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3047         preempt_disable();
3048         ret = num_online_cpus() <= 1;
3049         preempt_enable();
3050         return ret;
3051 }
3052
3053 /**
3054  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3055  *
3056  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3057  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3058  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3059  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3060  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3061  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3062  * rcu_read_lock_sched().
3063  *
3064  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3065  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3066  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3067  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3068  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3069  *
3070  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3071  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3072  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3073  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3074  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3075  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3076  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3077  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3078  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3079  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3080  * that are executing in the kernel.
3081  *
3082  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3083  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3084  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3085  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3086  * again only if the system has more than one CPU).
3087  */
3088 void synchronize_sched(void)
3089 {
3090         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3091                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3092                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3093                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3094         if (rcu_blocking_is_gp())
3095                 return;
3096         if (rcu_gp_is_expedited())
3097                 synchronize_sched_expedited();
3098         else
3099                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3100 }
3101 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3102
3103 /**
3104  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3105  *
3106  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3107  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3108  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3109  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3110  * and may be nested.
3111  *
3112  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3113  * on memory ordering guarantees.
3114  */
3115 void synchronize_rcu_bh(void)
3116 {
3117         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3118                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3119                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3120                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3121         if (rcu_blocking_is_gp())
3122                 return;
3123         if (rcu_gp_is_expedited())
3124                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3125         else
3126                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3127 }
3128 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3129
3130 /**
3131  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3132  *
3133  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3134  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3135  * meantime.
3136  */
3137 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3138 {
3139         /*
3140          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3141          * before the load from ->gpnum.
3142          */
3143         smp_mb();  /* ^^^ */
3144
3145         /*
3146          * Make sure this load happens before the purportedly
3147          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3148          * and cond_synchronize_rcu().
3149          */
3150         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3151 }
3152 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3153
3154 /**
3155  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3156  *
3157  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3158  *
3159  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3160  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3161  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3162  *
3163  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3164  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3165  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3166  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3167  */
3168 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3169 {
3170         unsigned long newstate;
3171
3172         /*
3173          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3174          * actions the caller might carry out after we return.
3175          */
3176         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3177         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3178                 synchronize_rcu();
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3181
3182 /**
3183  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3184  *
3185  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3186  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3187  * meantime.
3188  */
3189 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3190 {
3191         /*
3192          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3193          * before the load from ->gpnum.
3194          */
3195         smp_mb();  /* ^^^ */
3196
3197         /*
3198          * Make sure this load happens before the purportedly
3199          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3200          * and cond_synchronize_sched().
3201          */
3202         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3203 }
3204 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3205
3206 /**
3207  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3208  *
3209  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3210  *
3211  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3212  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3213  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3214  *
3215  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3216  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3217  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3218  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3219  */
3220 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3221 {
3222         unsigned long newstate;
3223
3224         /*
3225          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3226          * actions the caller might carry out after we return.
3227          */
3228         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3229         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3230                 synchronize_sched();
3231 }
3232 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3233
3234 /*
3235  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3236  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3237  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3238  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3239  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3240  */
3241 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3242 {
3243         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3244
3245         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3246         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3247
3248         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3249         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3250                 return 0;
3251
3252         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3253         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3254                 return 1;
3255
3256         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3257         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3258                 return 1;
3259
3260         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3261         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3262             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3263             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3264                 return 1;
3265
3266         /* Has another RCU grace period completed?  */
3267         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) /* outside lock */
3268                 return 1;
3269
3270         /* Has a new RCU grace period started? */
3271         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3272             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3273                 return 1;
3274
3275         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3276         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3277                 return 1;
3278
3279         /* nothing to do */
3280         return 0;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3285  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3286  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3287  */
3288 static int rcu_pending(void)
3289 {
3290         struct rcu_state *rsp;
3291
3292         for_each_rcu_flavor(rsp)
3293                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3294                         return 1;
3295         return 0;
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3300  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3301  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3302  */
3303 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3304 {
3305         bool al = true;
3306         bool hc = false;
3307         struct rcu_data *rdp;
3308         struct rcu_state *rsp;
3309
3310         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3311                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3312                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3313                         continue;
3314                 hc = true;
3315                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3316                         al = false;
3317                         break;
3318                 }
3319         }
3320         if (all_lazy)
3321                 *all_lazy = al;
3322         return hc;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3327  * the compiler is expected to optimize this away.
3328  */
3329 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3330                                int cpu, unsigned long done)
3331 {
3332         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3333                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3334 }
3335
3336 /*
3337  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3338  * up the task executing _rcu_barrier().
3339  */
3340 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3341 {
3342         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3343         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3344
3345         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3346                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3347                                    rsp->barrier_sequence);
3348                 complete(&rsp->barrier_completion);
3349         } else {
3350                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3351         }
3352 }
3353
3354 /*
3355  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3356  */
3357 static void rcu_barrier_func(void *type)
3358 {
3359         struct rcu_state *rsp = type;
3360         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3361
3362         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3363         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3364         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3365         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3366                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3367         } else {
3368                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3369                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3370                                    rsp->barrier_sequence);
3371         }
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3376  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3377  */
3378 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3379 {
3380         int cpu;
3381         struct rcu_data *rdp;
3382         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3383
3384         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3385
3386         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3387         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3388
3389         /* Did someone else do our work for us? */
3390         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3391                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3392                                    rsp->barrier_sequence);
3393                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3394                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3395                 return;
3396         }
3397
3398         /* Mark the start of the barrier operation. */
3399         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3400         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3401
3402         /*
3403          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3404          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3405          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3406          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3407          */
3408         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3409         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3410         get_online_cpus();
3411
3412         /*
3413          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3414          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3415          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3416          */
3417         for_each_possible_cpu(cpu) {
3418                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3419                         continue;
3420                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3421                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3422                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3423                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3424                                                    rsp->barrier_sequence);
3425                         } else {
3426                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3427                                                    rsp->barrier_sequence);
3428                                 smp_mb__before_atomic();
3429                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3430                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3431                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3432                         }
3433                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3434                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3435                                            rsp->barrier_sequence);
3436                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3437                 } else {
3438                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3439                                            rsp->barrier_sequence);
3440                 }
3441         }
3442         put_online_cpus();
3443
3444         /*
3445          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3446          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3447          */
3448         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3449                 complete(&rsp->barrier_completion);
3450
3451         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3452         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3453
3454         /* Mark the end of the barrier operation. */
3455         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3456         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3457
3458         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3459         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3460 }
3461
3462 /**
3463  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3464  */
3465 void rcu_barrier_bh(void)
3466 {
3467         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3470
3471 /**
3472  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3473  */
3474 void rcu_barrier_sched(void)
3475 {
3476         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3479
3480 /*
3481  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3482  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3483  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3484  * disabled.
3485  */
3486 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3487 {
3488         long mask;
3489         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3490
3491         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
3492         for (;;) {
3493                 mask = rnp->grpmask;
3494                 rnp = rnp->parent;
3495                 if (rnp == NULL)
3496                         return;
3497                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3498                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3499                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3500         }
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3505  */
3506 static void __init
3507 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3508 {
3509         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3510
3511         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3512         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3513         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3514         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3515         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3516         rdp->cpu = cpu;
3517         rdp->rsp = rsp;
3518         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3519 }
3520
3521 /*
3522  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3523  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3524  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3525  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3526  */
3527 static void
3528 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3529 {
3530         unsigned long flags;
3531         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3532         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3533
3534         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3535         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3536         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3537         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3538         rdp->blimit = blimit;
3539         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3540             !init_nocb_callback_list(rdp))
3541                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3542         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3543         rcu_dynticks_eqs_online();
3544         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3545
3546         /*
3547          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3548          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3549          * of the next grace period.
3550          */
3551         rnp = rdp->mynode;
3552         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3553         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3554         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3555         rdp->completed = rnp->completed;
3556         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3557         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3558         rdp->core_needs_qs = false;
3559         rdp->rcu_iw_pending = false;
3560         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum - 1;
3561         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3562         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3563 }
3564
3565 /*
3566  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3567  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3568  */
3569 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3570 {
3571         struct rcu_state *rsp;
3572
3573         for_each_rcu_flavor(rsp)
3574                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3575
3576         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3577         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3578
3579         return 0;
3580 }
3581
3582 /*
3583  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3584  */
3585 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3586 {
3587         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3588
3589         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3590 }
3591
3592 /*
3593  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3594  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3595  */
3596 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3597 {
3598         unsigned long flags;
3599         struct rcu_data *rdp;
3600         struct rcu_node *rnp;
3601         struct rcu_state *rsp;
3602
3603         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3604                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3605                 rnp = rdp->mynode;
3606                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3607                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3608                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3609         }
3610         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3611                 srcu_online_cpu(cpu);
3612         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3613                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3614         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3615         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3616         return 0;
3617 }
3618
3619 /*
3620  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3621  * with pretty much all services enabled.
3622  */
3623 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3624 {
3625         unsigned long flags;
3626         struct rcu_data *rdp;
3627         struct rcu_node *rnp;
3628         struct rcu_state *rsp;
3629
3630         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3631                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3632                 rnp = rdp->mynode;
3633                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3634                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3635                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3636         }
3637
3638         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3639         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3640                 srcu_offline_cpu(cpu);
3641         return 0;
3642 }
3643
3644 /*
3645  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3646  */
3647 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3648 {
3649         struct rcu_state *rsp;
3650
3651         for_each_rcu_flavor(rsp)
3652                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 /*
3657  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3658  */
3659 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3660 {
3661         struct rcu_state *rsp;
3662
3663         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3664                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3665                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3666         }
3667         return 0;
3668 }
3669
3670 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3671
3672 /*
3673  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3674  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3675  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3676  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3677  * will result in lockdep splats.
3678  *
3679  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3680  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3681  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3682  */
3683 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3684 {
3685         unsigned long flags;
3686         unsigned long mask;
3687         int nbits;
3688         unsigned long oldmask;
3689         struct rcu_data *rdp;
3690         struct rcu_node *rnp;
3691         struct rcu_state *rsp;
3692
3693         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3694                 return;
3695
3696         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3697
3698         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3699                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3700                 rnp = rdp->mynode;
3701                 mask = rdp->grpmask;
3702                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3703                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3704                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3705                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3706                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3707                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3708                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3709                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3710                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3711         }
3712         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3713 }
3714
3715 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3716 /*
3717  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3718  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3719  * bit masks.
3720  */
3721 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3722 {
3723         unsigned long flags;
3724         unsigned long mask;
3725         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3726         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3727
3728         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3729         mask = rdp->grpmask;
3730         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3731         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3732         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3733 }
3734
3735 /*
3736  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3737  * the list of CPUs that RCU must track.
3738  *
3739  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3740  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3741  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3742  */
3743 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3744 {
3745         struct rcu_state *rsp;
3746
3747         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3748         preempt_disable();
3749         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3750                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3751         preempt_enable();
3752         for_each_rcu_flavor(rsp)
3753                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3754
3755         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3756 }
3757
3758 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3759 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3760 {
3761         unsigned long flags;
3762         struct rcu_data *my_rdp;
3763         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3764         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3765         bool needwake;
3766
3767         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3768                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3769
3770         local_irq_save(flags);
3771         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3772         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3773                 local_irq_restore(flags);
3774                 return;
3775         }
3776         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3777         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3778         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3779                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3780         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3781         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3782                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3783         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3784         if (needwake)
3785                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3786         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3787                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3788                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3789                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3790                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3791 }
3792
3793 /*
3794  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3795  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3796  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3797  */
3798 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3799 {
3800         struct rcu_state *rsp;
3801
3802         for_each_rcu_flavor(rsp)
3803                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3804 }
3805 #endif
3806
3807 /*
3808  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3809  * and hibernation run faster.
3810  */
3811 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3812                          unsigned long action, void *hcpu)
3813 {
3814         switch (action) {
3815         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3816         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3817                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3818                         rcu_expedite_gp();
3819                 break;
3820         case PM_POST_HIBERNATION:
3821         case PM_POST_SUSPEND:
3822                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3823                         rcu_unexpedite_gp();
3824                 break;
3825         default:
3826                 break;
3827         }
3828         return NOTIFY_OK;
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3833  */
3834 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3835 {
3836         unsigned long flags;
3837         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3838         struct rcu_node *rnp;
3839         struct rcu_state *rsp;
3840         struct sched_param sp;
3841         struct task_struct *t;
3842
3843         /* Force priority into range. */
3844         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3845                 kthread_prio = 1;
3846         else if (kthread_prio < 0)
3847                 kthread_prio = 0;
3848         else if (kthread_prio > 99)
3849                 kthread_prio = 99;
3850         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3851                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3852                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3853
3854         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3855         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3856                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3857                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3858                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3859                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3860                 rsp->gp_kthread = t;
3861                 if (kthread_prio) {
3862                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3863                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3864                 }
3865                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3866                 wake_up_process(t);
3867         }
3868         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3869         rcu_spawn_boost_kthreads();
3870         return 0;
3871 }
3872 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3873
3874 /*
3875  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3876  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3877  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3878  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3879  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3880  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3881  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3882  * runtime RCU functionality.
3883  */
3884 void rcu_scheduler_starting(void)
3885 {
3886         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3887         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3888         rcu_test_sync_prims();
3889         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3890         rcu_test_sync_prims();
3891 }
3892
3893 /*
3894  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3895  */
3896 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3897 {
3898         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3899         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3900         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3901         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3902
3903         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3904         int cpustride = 1;
3905         int i;
3906         int j;
3907         struct rcu_node *rnp;
3908
3909         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3910
3911         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3912         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3913                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3914
3915         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3916
3917         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3918                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3919         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3920
3921         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3922
3923         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3924                 cpustride *= levelspread[i];
3925                 rnp = rsp->level[i];
3926                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3927                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3928                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3929                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3930                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3931                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3932                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3933                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3934                         rnp->completed = rsp->completed;
3935                         rnp->completedqs = rsp->completed;
3936                         rnp->qsmask = 0;
3937                         rnp->qsmaskinit = 0;
3938                         rnp->grplo = j * cpustride;
3939                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3940                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3941                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3942                         if (i == 0) {
3943                                 rnp->grpnum = 0;
3944                                 rnp->grpmask = 0;
3945                                 rnp->parent = NULL;
3946                         } else {
3947                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3948                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3949                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3950                                               j / levelspread[i - 1];
3951                         }
3952                         rnp->level = i;
3953                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3954                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3955                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3956                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3957                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3958                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3959                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3960                 }
3961         }
3962
3963         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
3964         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
3965         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
3966         for_each_possible_cpu(i) {
3967                 while (i > rnp->grphi)
3968                         rnp++;
3969                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3970                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3971         }
3972         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3973 }
3974
3975 /*
3976  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3977  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3978  * the ->node array in the rcu_state structure.
3979  */
3980 static void __init rcu_init_geometry(void)
3981 {
3982         ulong d;
3983         int i;
3984         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3985
3986         /*
3987          * Initialize any unspecified boot parameters.
3988          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3989          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3990          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3991          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3992          */
3993         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3994         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3995                 jiffies_till_first_fqs = d;
3996         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3997                 jiffies_till_next_fqs = d;
3998
3999         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4000         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4001             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4002                 return;
4003         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4004                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4005
4006         /*
4007          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4008          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4009          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4010          * limit is exceeded.
4011          */
4012         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4013             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4014                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4015                 WARN_ON(1);
4016                 return;
4017         }
4018
4019         /*
4020          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4021          * with the given number of levels.
4022          */
4023         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4024         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4025                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4026
4027         /*
4028          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4029          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4030          */
4031         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4032                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4033                 WARN_ON(1);
4034                 return;
4035         }
4036
4037         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4038         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4039         }
4040         rcu_num_lvls = i + 1;
4041
4042         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4043         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4044                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4045                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4046         }
4047
4048         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4049         rcu_num_nodes = 0;
4050         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4051                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4052 }
4053
4054 /*
4055  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4056  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4057  */
4058 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4059 {
4060         int level = 0;
4061         struct rcu_node *rnp;
4062
4063         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4064         pr_info(" ");
4065         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4066                 if (rnp->level != level) {
4067                         pr_cont("\n");
4068                         pr_info(" ");
4069                         level = rnp->level;
4070                 }
4071                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4072         }
4073         pr_cont("\n");
4074 }
4075
4076 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4077 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4078
4079 void __init rcu_init(void)
4080 {
4081         int cpu;
4082
4083         rcu_early_boot_tests();
4084
4085         rcu_bootup_announce();
4086         rcu_init_geometry();
4087         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4088         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4089         if (dump_tree)
4090                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4091         __rcu_init_preempt();
4092         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4093
4094         /*
4095          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4096          * this is called early in boot, before either interrupts
4097          * or the scheduler are operational.
4098          */
4099         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4100         for_each_online_cpu(cpu) {
4101                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4102                 rcu_cpu_starting(cpu);
4103                 rcutree_online_cpu(cpu);
4104         }
4105
4106         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4107         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4108         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4109         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4110         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4111 }
4112
4113 #include "tree_exp.h"
4114 #include "tree_plugin.h"