rcu: Add CPU online/offline state to dump_blkd_tasks()
[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         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT, \
99         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
100         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
101         .abbr = sabbr, \
102         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
103         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
104         .ofl_lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(sname##_state.ofl_lock), \
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
159 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
160                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags);
161 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
163 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
164 static void invoke_rcu_core(void);
165 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
166 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
167                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
168 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
169
170 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
171 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
172 module_param(kthread_prio, int, 0644);
173
174 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
175
176 static int gp_preinit_delay;
177 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
178 static int gp_init_delay;
179 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
180 static int gp_cleanup_delay;
181 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
182
183 /*
184  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
185  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
186  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
187  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
188  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
189  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
190  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
191  */
192 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
193
194 /*
195  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
196  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
197  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
198  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
199  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
200  * These variables enable correlating rcutorture output with the
201  * RCU tracing information.
202  */
203 unsigned long rcutorture_testseq;
204 unsigned long rcutorture_vernum;
205
206 /*
207  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
208  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
209  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
210  * in most contexts.
211  */
212 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
213 {
214         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
215 }
216
217 /*
218  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
219  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
220  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
221  */
222 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
223 {
224         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rsp->gp_seq));
225 }
226
227 /*
228  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
229  * how many quiescent states passed, just if there was at least
230  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
231  * The caller must have disabled preemption.
232  */
233 void rcu_sched_qs(void)
234 {
235         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
236         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
237                 return;
238         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
239                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gp_seq),
240                                TPS("cpuqs"));
241         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
242         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
243                 return;
244         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
245         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
246                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
247 }
248
249 void rcu_bh_qs(void)
250 {
251         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
252         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
253                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
254                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gp_seq),
255                                        TPS("cpuqs"));
256                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
257         }
258 }
259
260 /*
261  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
262  * control.  Initially this is for TLB flushing.
263  */
264 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
265 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
266 #ifndef rcu_eqs_special_exit
267 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
268 #endif
269
270 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
271         .dynticks_nesting = 1,
272         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
273         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
274 };
275
276 /*
277  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
278  * called when not already in an extended quiescent state.
279  */
280 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
281 {
282         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
283         int seq;
284
285         /*
286          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
287          * critical sections, and we also must force ordering with the
288          * next idle sojourn.
289          */
290         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
291         /* Better be in an extended quiescent state! */
292         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
293                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
294         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
295         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
296                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
297 }
298
299 /*
300  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
301  * called from an extended quiescent state.
302  */
303 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
304 {
305         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
306         int seq;
307
308         /*
309          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
310          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
311          * critical section.
312          */
313         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
314         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
315                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
316         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
317                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
318                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
319                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
320                 rcu_eqs_special_exit();
321         }
322 }
323
324 /*
325  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
326  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
327  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
328  * to the next non-quiescent value.
329  *
330  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
331  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
332  * or when the corresponding CPU is offline.
333  */
334 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
335 {
336         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
337
338         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
339                 return;
340         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
341 }
342
343 /*
344  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
345  *
346  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
347  */
348 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
349 {
350         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
351
352         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
353 }
354
355 /*
356  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
357  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
358  */
359 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
360 {
361         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
362
363         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
364 }
365
366 /*
367  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
368  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
369  */
370 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
371 {
372         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
373 }
374
375 /*
376  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
377  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
378  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
379  */
380 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
381 {
382         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
383 }
384
385 /*
386  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
387  * momentary idle-CPU quiescent state.
388  */
389 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
390 {
391         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
392         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
393                                         &rdtp->dynticks);
394
395         /* It is illegal to call this from idle state. */
396         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
397 }
398
399 /*
400  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
401  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
402  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
403  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
404  * an extended quiescent state.
405  */
406 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
407 {
408         int old;
409         int new;
410         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
411
412         do {
413                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
414                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
415                         return false;
416                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
417         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
418         return true;
419 }
420
421 /*
422  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
423  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
424  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
425  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
426  * this CPU might (or might not) do in the near future.
427  *
428  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
429  *
430  * The caller must have disabled interrupts.
431  */
432 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
433 {
434         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
435         rcu_dynticks_momentary_idle();
436 }
437
438 /*
439  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
440  * and requires special handling for preemptible RCU.
441  * The caller must have disabled interrupts.
442  */
443 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
444 {
445         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
446         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
447         rcu_sched_qs();
448         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
449         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
450         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
451                 goto out;
452         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
453         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
454                 rcu_momentary_dyntick_idle();
455         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
456         if (!preempt)
457                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
458 out:
459         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
460         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
461 }
462 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
463
464 /*
465  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
466  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
467  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
468  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
469  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
470  * all RCU flavors.
471  *
472  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
473  * called externally, but just in case this is called from within this
474  * file.
475  *
476  */
477 void rcu_all_qs(void)
478 {
479         unsigned long flags;
480
481         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
482                 return;
483         preempt_disable();
484         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
485         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
486                 preempt_enable();
487                 return;
488         }
489         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
490         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
491         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
492                 local_irq_save(flags);
493                 rcu_momentary_dyntick_idle();
494                 local_irq_restore(flags);
495         }
496         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
497                 rcu_sched_qs();
498         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
499         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
500         preempt_enable();
501 }
502 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
503
504 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
505 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
506 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
507 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
508 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
509 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
510
511 module_param(blimit, long, 0444);
512 module_param(qhimark, long, 0444);
513 module_param(qlowmark, long, 0444);
514
515 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
516 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
517 static bool rcu_kick_kthreads;
518
519 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
520 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
521 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
522
523 /*
524  * How long the grace period must be before we start recruiting
525  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
526  */
527 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
528 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
529
530 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
531 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
532 static int rcu_pending(void);
533
534 /*
535  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
536  */
537 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
538 {
539         return READ_ONCE(rcu_state_p->gp_seq);
540 }
541 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
542
543 /*
544  * Return the number of RCU-sched GPs completed thus far for debug & stats.
545  */
546 unsigned long rcu_sched_get_gp_seq(void)
547 {
548         return READ_ONCE(rcu_sched_state.gp_seq);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_get_gp_seq);
551
552 /*
553  * Return the number of RCU-bh GPs completed thus far for debug & stats.
554  */
555 unsigned long rcu_bh_get_gp_seq(void)
556 {
557         return READ_ONCE(rcu_bh_state.gp_seq);
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_get_gp_seq);
560
561 /*
562  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
563  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
564  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
565  * the cumulative batches since boot.
566  */
567 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
568 {
569         return rcu_state_p->expedited_sequence;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
572
573 /*
574  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
575  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
576  */
577 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
578 {
579         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
582
583 /*
584  * Force a quiescent state.
585  */
586 void rcu_force_quiescent_state(void)
587 {
588         force_quiescent_state(rcu_state_p);
589 }
590 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
591
592 /*
593  * Force a quiescent state for RCU BH.
594  */
595 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
596 {
597         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
598 }
599 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
600
601 /*
602  * Force a quiescent state for RCU-sched.
603  */
604 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
605 {
606         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
607 }
608 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
609
610 /*
611  * Show the state of the grace-period kthreads.
612  */
613 void show_rcu_gp_kthreads(void)
614 {
615         struct rcu_state *rsp;
616
617         for_each_rcu_flavor(rsp) {
618                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
619                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
620                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
621         }
622 }
623 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
624
625 /*
626  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
627  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
628  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
629  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
630  * store this state in rcutorture itself.
631  */
632 void rcutorture_record_test_transition(void)
633 {
634         rcutorture_testseq++;
635         rcutorture_vernum = 0;
636 }
637 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
638
639 /*
640  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
641  */
642 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
643                             unsigned long *gp_seq)
644 {
645         struct rcu_state *rsp = NULL;
646
647         switch (test_type) {
648         case RCU_FLAVOR:
649                 rsp = rcu_state_p;
650                 break;
651         case RCU_BH_FLAVOR:
652                 rsp = &rcu_bh_state;
653                 break;
654         case RCU_SCHED_FLAVOR:
655                 rsp = &rcu_sched_state;
656                 break;
657         default:
658                 break;
659         }
660         if (rsp == NULL)
661                 return;
662         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
663         *gp_seq = rcu_seq_current(&rsp->gp_seq);
664 }
665 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
666
667 /*
668  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
669  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
670  * messages.
671  */
672 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
673 {
674         rcutorture_vernum++;
675 }
676 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
677
678 /*
679  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
680  */
681 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
682 {
683         return &rsp->node[0];
684 }
685
686 /*
687  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
688  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
689  *
690  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
691  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
692  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
693  */
694 static void rcu_eqs_enter(bool user)
695 {
696         struct rcu_state *rsp;
697         struct rcu_data *rdp;
698         struct rcu_dynticks *rdtp;
699
700         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
701         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
702         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
703                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
704         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
705                 rdtp->dynticks_nesting--;
706                 return;
707         }
708
709         lockdep_assert_irqs_disabled();
710         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
711         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
712         for_each_rcu_flavor(rsp) {
713                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
714                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
715         }
716         rcu_prepare_for_idle();
717         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
718         rcu_dynticks_eqs_enter();
719         rcu_dynticks_task_enter();
720 }
721
722 /**
723  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
724  *
725  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
726  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
727  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
728  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
729  *
730  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
731  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
732  */
733 void rcu_idle_enter(void)
734 {
735         lockdep_assert_irqs_disabled();
736         rcu_eqs_enter(false);
737 }
738
739 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
740 /**
741  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
742  *
743  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
744  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
745  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
746  * when the CPU runs in userspace.
747  *
748  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
749  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
750  */
751 void rcu_user_enter(void)
752 {
753         lockdep_assert_irqs_disabled();
754         rcu_eqs_enter(true);
755 }
756 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
757
758 /**
759  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
760  *
761  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
762  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
763  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
764  * being RCU-idle.
765  *
766  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
767  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
768  */
769 void rcu_nmi_exit(void)
770 {
771         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
772
773         /*
774          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
775          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
776          * to us!)
777          */
778         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
779         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
780
781         /*
782          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
783          * leave it in non-RCU-idle state.
784          */
785         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
786                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
787                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
788                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
789                 return;
790         }
791
792         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
793         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
794         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
795         rcu_dynticks_eqs_enter();
796 }
797
798 /**
799  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
800  *
801  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
802  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
803  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
804  *
805  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
806  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
807  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
808  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
809  *
810  * Use things like work queues to work around this limitation.
811  *
812  * You have been warned.
813  *
814  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
815  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
816  */
817 void rcu_irq_exit(void)
818 {
819         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
820
821         lockdep_assert_irqs_disabled();
822         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
823                 rcu_prepare_for_idle();
824         rcu_nmi_exit();
825         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
826                 rcu_dynticks_task_enter();
827 }
828
829 /*
830  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
831  *
832  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
833  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
834  */
835 void rcu_irq_exit_irqson(void)
836 {
837         unsigned long flags;
838
839         local_irq_save(flags);
840         rcu_irq_exit();
841         local_irq_restore(flags);
842 }
843
844 /*
845  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
846  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
847  *
848  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
849  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
850  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
851  */
852 static void rcu_eqs_exit(bool user)
853 {
854         struct rcu_dynticks *rdtp;
855         long oldval;
856
857         lockdep_assert_irqs_disabled();
858         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
859         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
860         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
861         if (oldval) {
862                 rdtp->dynticks_nesting++;
863                 return;
864         }
865         rcu_dynticks_task_exit();
866         rcu_dynticks_eqs_exit();
867         rcu_cleanup_after_idle();
868         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
869         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
870         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
871         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
872 }
873
874 /**
875  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
876  *
877  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
878  * read-side critical sections can occur.
879  *
880  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
881  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
882  */
883 void rcu_idle_exit(void)
884 {
885         unsigned long flags;
886
887         local_irq_save(flags);
888         rcu_eqs_exit(false);
889         local_irq_restore(flags);
890 }
891
892 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
893 /**
894  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
895  *
896  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
897  * run a RCU read side critical section anytime.
898  *
899  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
900  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
901  */
902 void rcu_user_exit(void)
903 {
904         rcu_eqs_exit(1);
905 }
906 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
907
908 /**
909  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
910  *
911  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
912  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
913  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
914  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
915  * run out of stack space first.)
916  *
917  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
918  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
919  */
920 void rcu_nmi_enter(void)
921 {
922         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
923         long incby = 2;
924
925         /* Complain about underflow. */
926         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
927
928         /*
929          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
930          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
931          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
932          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
933          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
934          * period (observation due to Andy Lutomirski).
935          */
936         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
937                 rcu_dynticks_eqs_exit();
938                 incby = 1;
939         }
940         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
941                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
942                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
943         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
944                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
945         barrier();
946 }
947
948 /**
949  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
950  *
951  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
952  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
953  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
954  *
955  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
956  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
957  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
958  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
959  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
960  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
961  * But very infrequently and irreproducibly.
962  *
963  * Use things like work queues to work around this limitation.
964  *
965  * You have been warned.
966  *
967  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
968  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
969  */
970 void rcu_irq_enter(void)
971 {
972         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
973
974         lockdep_assert_irqs_disabled();
975         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
976                 rcu_dynticks_task_exit();
977         rcu_nmi_enter();
978         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
979                 rcu_cleanup_after_idle();
980 }
981
982 /*
983  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
984  *
985  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
986  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
987  */
988 void rcu_irq_enter_irqson(void)
989 {
990         unsigned long flags;
991
992         local_irq_save(flags);
993         rcu_irq_enter();
994         local_irq_restore(flags);
995 }
996
997 /**
998  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
999  *
1000  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1001  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1002  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1003  * or NMI handler, return true.
1004  */
1005 bool notrace rcu_is_watching(void)
1006 {
1007         bool ret;
1008
1009         preempt_disable_notrace();
1010         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1011         preempt_enable_notrace();
1012         return ret;
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1015
1016 /*
1017  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1018  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1019  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1020  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1021  * time around this task will generate another request.
1022  */
1023 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1024 {
1025         int cpu;
1026
1027         barrier();
1028         cpu = task_cpu(t);
1029         if (!task_curr(t))
1030                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1031         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1032 }
1033
1034 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1035
1036 /*
1037  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1038  *
1039  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1040  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1041  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1042  * then determining that its old CPU is now offline.  Because there are
1043  * multiple flavors of RCU, and because this function can be called in the
1044  * midst of updating the flavors while a given CPU coming online or going
1045  * offline, it is necessary to check all flavors.  If any of the flavors
1046  * believe that given CPU is online, it is considered to be online.
1047  *
1048  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1049  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1050  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1051  * rcu_scheduler_fully_active.
1052  */
1053 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1054 {
1055         struct rcu_data *rdp;
1056         struct rcu_node *rnp;
1057         struct rcu_state *rsp;
1058
1059         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1060                 return true;
1061         preempt_disable();
1062         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1063                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1064                 rnp = rdp->mynode;
1065                 if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) {
1066                         preempt_enable();
1067                         return true;
1068                 }
1069         }
1070         preempt_enable();
1071         return false;
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1074
1075 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1076
1077 /**
1078  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1079  *
1080  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1081  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1082  * disabled preemption.
1083  */
1084 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1085 {
1086         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1087                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1092  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1093  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1094  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1095  * code whatsoever.
1096  */
1097 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1098 {
1099         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1100         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1101                          rnp->gp_seq))
1102                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1103         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1104                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1109  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1110  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1111  */
1112 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1113 {
1114         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1115         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1116                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1117                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1118                 return 1;
1119         }
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1125  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1126  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1127  * there is unexpected state on entry.
1128  */
1129 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1130 {
1131         struct rcu_data *rdp;
1132         struct rcu_node *rnp;
1133
1134         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1135         rnp = rdp->mynode;
1136         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1137         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1138                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1139                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1140         }
1141         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1146  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1147  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1148  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1149  */
1150 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1151 {
1152         unsigned long jtsq;
1153         bool *rnhqp;
1154         bool *ruqp;
1155         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1156
1157         /*
1158          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1159          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1160          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1161          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1162          * read-side critical section that started before the beginning
1163          * of the current RCU grace period.
1164          */
1165         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1166                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1167                 rdp->dynticks_fqs++;
1168                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1169                 return 1;
1170         }
1171
1172         /*
1173          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1174          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1175          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1176          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1177          */
1178         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1179         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1180         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1181             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1182             rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) == rnp->gp_seq && !rdp->gpwrap) {
1183                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1184                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1185                 return 1;
1186         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1187                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1188                 smp_store_release(ruqp, true);
1189         }
1190
1191         /*
1192          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1193          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1194          * even context-switching back and forth between a pair of
1195          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1196          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1197          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1198          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1199          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1200          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1201          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1202          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1203          * there are at most four threads involved, and because the
1204          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1205          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1206          * quite low.
1207          */
1208         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1209         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1210             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1211              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1212                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1213                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1214                 smp_store_release(ruqp, true);
1215                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1216         }
1217
1218         /*
1219          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1220          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1221          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1222          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1223          */
1224         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1225                 resched_cpu(rdp->cpu);
1226                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1227                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1228                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1229                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1230                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1231                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1232                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1233                 }
1234         }
1235
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1240 {
1241         unsigned long j = jiffies;
1242         unsigned long j1;
1243
1244         rsp->gp_start = j;
1245         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1246         /* Record ->gp_start before ->jiffies_stall. */
1247         smp_store_release(&rsp->jiffies_stall, j + j1); /* ^^^ */
1248         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1249         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1254  */
1255 static const char *gp_state_getname(short gs)
1256 {
1257         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1258                 return "???";
1259         return gp_state_names[gs];
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1264  */
1265 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1266 {
1267         unsigned long gpa;
1268         unsigned long j;
1269
1270         j = jiffies;
1271         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1272         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1273                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1274                        rsp->name, j - gpa,
1275                        (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq),
1276                        rsp->gp_flags,
1277                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1278                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1279                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1280                 if (rsp->gp_kthread) {
1281                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1282                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1283                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1284                 }
1285         }
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1290  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1291  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1292  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1293  */
1294 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1295 {
1296         int cpu;
1297         unsigned long flags;
1298         struct rcu_node *rnp;
1299
1300         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1301                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1302                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1303                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1304                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1305                                         dump_cpu_task(cpu);
1306                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1307         }
1308 }
1309
1310 /*
1311  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1312  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1313  */
1314 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1315 {
1316         unsigned long j;
1317
1318         if (!rcu_kick_kthreads)
1319                 return;
1320         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1321         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1322             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1323                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1324                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1325                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1326                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1327         }
1328 }
1329
1330 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1331 {
1332         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1333                 panic("RCU Stall\n");
1334 }
1335
1336 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gp_seq)
1337 {
1338         int cpu;
1339         unsigned long flags;
1340         unsigned long gpa;
1341         unsigned long j;
1342         int ndetected = 0;
1343         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1344         long totqlen = 0;
1345
1346         /* Kick and suppress, if so configured. */
1347         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1348         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1349                 return;
1350
1351         /*
1352          * OK, time to rat on our buddy...
1353          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1354          * RCU CPU stall warnings.
1355          */
1356         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1357                rsp->name);
1358         print_cpu_stall_info_begin();
1359         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1360                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1361                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1362                 if (rnp->qsmask != 0) {
1363                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1364                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1365                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1366                                         ndetected++;
1367                                 }
1368                 }
1369                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1370         }
1371
1372         print_cpu_stall_info_end();
1373         for_each_possible_cpu(cpu)
1374                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1375                                                             cpu)->cblist);
1376         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, q=%lu)\n",
1377                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1378                (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1379         if (ndetected) {
1380                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1381
1382                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1383                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1384         } else {
1385                 if (rcu_seq_current(&rsp->gp_seq) != gp_seq) {
1386                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1387                 } else {
1388                         j = jiffies;
1389                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1390                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1391                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1392                                jiffies_till_next_fqs,
1393                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1394                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1395                         sched_show_task(current);
1396                 }
1397         }
1398         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1399         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1400                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1401                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1402
1403         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1404
1405         panic_on_rcu_stall();
1406
1407         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1408 }
1409
1410 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1411 {
1412         int cpu;
1413         unsigned long flags;
1414         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1415         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1416         long totqlen = 0;
1417
1418         /* Kick and suppress, if so configured. */
1419         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1420         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1421                 return;
1422
1423         /*
1424          * OK, time to rat on ourselves...
1425          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1426          * RCU CPU stall warnings.
1427          */
1428         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1429         print_cpu_stall_info_begin();
1430         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1431         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1432         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1433         print_cpu_stall_info_end();
1434         for_each_possible_cpu(cpu)
1435                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1436                                                             cpu)->cblist);
1437         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld q=%lu)\n",
1438                 jiffies - rsp->gp_start,
1439                 (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1440
1441         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1442
1443         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1444
1445         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1446         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1447         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1448                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1449                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1450         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1451
1452         panic_on_rcu_stall();
1453
1454         /*
1455          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1456          *
1457          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1458          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1459          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1460          */
1461         resched_cpu(smp_processor_id());
1462 }
1463
1464 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1465 {
1466         unsigned long gs1;
1467         unsigned long gs2;
1468         unsigned long gps;
1469         unsigned long j;
1470         unsigned long jn;
1471         unsigned long js;
1472         struct rcu_node *rnp;
1473
1474         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1475             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1476                 return;
1477         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1478         j = jiffies;
1479
1480         /*
1481          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1482          *
1483          * The idea is to pick up rsp->gp_seq, then rsp->jiffies_stall,
1484          * then rsp->gp_start, and finally another copy of rsp->gp_seq.
1485          * These values are updated in the opposite order with memory
1486          * barriers (or equivalent) during grace-period initialization
1487          * and cleanup.  Now, a false positive can occur if we get an new
1488          * value of rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.
1489          * But given the memory barriers, the only way that this can happen
1490          * is if one grace period ends and another starts between these
1491          * two fetches.  This is detected by comparing the second fetch
1492          * of rsp->gp_seq with the previous fetch from rsp->gp_seq.
1493          *
1494          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1495          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1496          */
1497         gs1 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1498         smp_rmb(); /* Pick up ->gp_seq first... */
1499         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1500         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1501         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1502         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->gp_seq again. */
1503         gs2 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1504         if (gs1 != gs2 ||
1505             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1506             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1507                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1508         rnp = rdp->mynode;
1509         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1510         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1511             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1512             cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1513
1514                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1515                 print_cpu_stall(rsp);
1516
1517         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1518                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1519                    cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1520
1521                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1522                 print_other_cpu_stall(rsp, gs2);
1523         }
1524 }
1525
1526 /**
1527  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1528  *
1529  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1530  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1531  * RCU grace periods.
1532  *
1533  * The caller must disable hard irqs.
1534  */
1535 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1536 {
1537         struct rcu_state *rsp;
1538
1539         for_each_rcu_flavor(rsp)
1540                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1541 }
1542
1543 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1544 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1545                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1546 {
1547         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1548                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1553  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1554  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1555  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1556  *
1557  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1558  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1559  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1560  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1561  *
1562  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1563  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1564  *
1565  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1566  */
1567 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1568                               unsigned long gp_seq_req)
1569 {
1570         bool ret = false;
1571         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1572         struct rcu_node *rnp;
1573
1574         /*
1575          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1576          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1577          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1578          * fact already started.  If there is already a grace period in
1579          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1580          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1581          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1582          */
1583         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1584         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1585         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1586                 if (rnp != rnp_start)
1587                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1588                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1589                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1590                     (rnp != rnp_start &&
1591                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1592                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1593                                           TPS("Prestarted"));
1594                         goto unlock_out;
1595                 }
1596                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1597                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1598                         /*
1599                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1600                          * grace period is in progress, which means that
1601                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1602                          * reduce contention.
1603                          */
1604                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1605                                           TPS("Startedleaf"));
1606                         goto unlock_out;
1607                 }
1608                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1609                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1610                 if (!rnp->parent)
1611                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1612         }
1613
1614         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1615         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1616                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1617                 goto unlock_out;
1618         }
1619         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1620         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1621         rsp->gp_req_activity = jiffies;
1622         if (!rsp->gp_kthread) {
1623                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1624                 goto unlock_out;
1625         }
1626         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq), TPS("newreq"));
1627         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1628 unlock_out:
1629         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1630         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1631                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1632                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1633         }
1634         if (rnp != rnp_start)
1635                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1636         return ret;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1641  * whether any additional grace periods have been requested.
1642  */
1643 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1644 {
1645         bool needmore;
1646         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1647
1648         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1649         if (!needmore)
1650                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1651         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1652                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1653         return needmore;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1658  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1659  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1660  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1661  * a kthread that has not yet been created.
1662  */
1663 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1664 {
1665         if (current == rsp->gp_kthread ||
1666             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1667             !rsp->gp_kthread)
1668                 return;
1669         swake_up(&rsp->gp_wq);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1674  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1675  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1676  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1677  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1678  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1679  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1680  * the RCU grace-period kthread.
1681  *
1682  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1683  */
1684 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1685                                struct rcu_data *rdp)
1686 {
1687         unsigned long gp_seq_req;
1688         bool ret = false;
1689
1690         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1691
1692         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1693         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1694                 return false;
1695
1696         /*
1697          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1698          * information.  Something about the fact that getting exact
1699          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1700          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1701          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1702          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1703          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1704          * number.
1705          */
1706         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1707         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1708                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1709
1710         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1711         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1712                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1713         else
1714                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1715         return ret;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1720  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1721  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1722  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1723  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1724  */
1725 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_state *rsp,
1726                                         struct rcu_node *rnp,
1727                                         struct rcu_data *rdp)
1728 {
1729         unsigned long c;
1730         bool needwake;
1731
1732         lockdep_assert_irqs_disabled();
1733         c = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1734         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1735                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1736                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1737                 return;
1738         }
1739         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1740         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1741         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1742         if (needwake)
1743                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1744 }
1745
1746 /*
1747  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1748  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1749  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1750  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1751  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1752  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1753  *
1754  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1755  */
1756 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1757                             struct rcu_data *rdp)
1758 {
1759         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1760
1761         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1762         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1763                 return false;
1764
1765         /*
1766          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1767          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1768          */
1769         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1770
1771         /* Classify any remaining callbacks. */
1772         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1777  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1778  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1779  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1780  */
1781 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1782                               struct rcu_data *rdp)
1783 {
1784         bool ret;
1785         bool need_gp;
1786
1787         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1788
1789         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1790                 return false; /* Nothing to do. */
1791
1792         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1793         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1794             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1795                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1796                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1797         } else {
1798                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1799         }
1800
1801         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1802         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1803             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1804                 /*
1805                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1806                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1807                  * go looking for one.
1808                  */
1809                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1810                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1811                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1812                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1813                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1814                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1815         }
1816         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1817         if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, rdp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1818                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1819         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1820         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1821         return ret;
1822 }
1823
1824 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1825 {
1826         unsigned long flags;
1827         bool needwake;
1828         struct rcu_node *rnp;
1829
1830         local_irq_save(flags);
1831         rnp = rdp->mynode;
1832         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1833              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1834             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1835                 local_irq_restore(flags);
1836                 return;
1837         }
1838         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1839         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1840         if (needwake)
1841                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1842 }
1843
1844 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1845 {
1846         if (delay > 0 &&
1847             !(rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq) %
1848               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1849                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1854  */
1855 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1856 {
1857         unsigned long flags;
1858         unsigned long oldmask;
1859         unsigned long mask;
1860         struct rcu_data *rdp;
1861         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1862
1863         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1864         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1865         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1866                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1867                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1868                 return false;
1869         }
1870         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1871
1872         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1873                 /*
1874                  * Grace period already in progress, don't start another.
1875                  * Not supposed to be able to happen.
1876                  */
1877                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1878                 return false;
1879         }
1880
1881         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1882         record_gp_stall_check_time(rsp);
1883         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1884         rcu_seq_start(&rsp->gp_seq);
1885         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("start"));
1886         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1887
1888         /*
1889          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1890          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1891          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1892          * will handle subsequent offline CPUs.
1893          */
1894         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1895                 spin_lock(&rsp->ofl_lock);
1896                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1897                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1898                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1899                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1900                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1901                         spin_unlock(&rsp->ofl_lock);
1902                         continue;
1903                 }
1904
1905                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1906                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1907                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1908
1909                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1910                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1911                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1912                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1913                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1914                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1915                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1916                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1917                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1918                         }
1919                 }
1920
1921                 /*
1922                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1923                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1924                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1925                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1926                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1927                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1928                  */
1929                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1930                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1931                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1932                         if (!rnp->qsmaskinit)
1933                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1934                 }
1935
1936                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1937                 spin_unlock(&rsp->ofl_lock);
1938         }
1939         rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1940
1941         /*
1942          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1943          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1944          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1945          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1946          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1947          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1948          * leaf node has been initialized.
1949          *
1950          * The grace period cannot complete until the initialization
1951          * process finishes, because this kthread handles both.
1952          */
1953         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1954                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1955                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1956                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1957                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rsp, rnp);
1958                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1959                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rsp->gp_seq);
1960                 if (rnp == rdp->mynode)
1961                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1962                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1963                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gp_seq,
1964                                             rnp->level, rnp->grplo,
1965                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1966                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1967                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1968                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1969                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1970                 else
1971                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1972                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1973                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1974         }
1975
1976         return true;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
1981  * time.
1982  */
1983 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1984 {
1985         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1986
1987         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1988         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1989         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1990                 return true;
1991
1992         /* The current grace period has completed. */
1993         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1994                 return true;
1995
1996         return false;
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Do one round of quiescent-state forcing.
2001  */
2002 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2003 {
2004         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2005
2006         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2007         rsp->n_force_qs++;
2008         if (first_time) {
2009                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2010                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2011         } else {
2012                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2013                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2014         }
2015         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2016         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2017                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2018                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2019                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2020                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2021         }
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Clean up after the old grace period.
2026  */
2027 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2028 {
2029         unsigned long gp_duration;
2030         bool needgp = false;
2031         unsigned long new_gp_seq;
2032         struct rcu_data *rdp;
2033         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2034         struct swait_queue_head *sq;
2035
2036         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2037         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2038         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2039         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2040                 rsp->gp_max = gp_duration;
2041
2042         /*
2043          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2044          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2045          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2046          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2047          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2048          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2049          */
2050         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2051
2052         /*
2053          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2054          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2055          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2056          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2057          * the current grace period to be completely recorded in all of
2058          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2059          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2060          */
2061         new_gp_seq = rsp->gp_seq;
2062         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2063         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2064                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2065                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2066                         dump_blkd_tasks(rsp, rnp, 10);
2067                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2068                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2069                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2070                 if (rnp == rdp->mynode)
2071                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2072                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2073                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2074                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2075                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2076                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2077                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2078                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2079                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2080         }
2081         rnp = rcu_get_root(rsp);
2082         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before rsp->gp_seq update. */
2083
2084         /* Declare grace period done. */
2085         rcu_seq_end(&rsp->gp_seq);
2086         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("end"));
2087         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2088         /* Check for GP requests since above loop. */
2089         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2090         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2091                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2092                                   TPS("CleanupMore"));
2093                 needgp = true;
2094         }
2095         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2096         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2097                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2098                 rsp->gp_req_activity = jiffies;
2099                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2100                                        TPS("newreq"));
2101         } else {
2102                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2103         }
2104         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Body of kthread that handles grace periods.
2109  */
2110 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2111 {
2112         bool first_gp_fqs;
2113         int gf;
2114         unsigned long j;
2115         int ret;
2116         struct rcu_state *rsp = arg;
2117         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2118
2119         rcu_bind_gp_kthread();
2120         for (;;) {
2121
2122                 /* Handle grace-period start. */
2123                 for (;;) {
2124                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2125                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2126                                                TPS("reqwait"));
2127                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2128                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2129                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2130                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2131                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2132                         if (rcu_gp_init(rsp))
2133                                 break;
2134                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2135                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2136                         WARN_ON(signal_pending(current));
2137                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2138                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2139                                                TPS("reqwaitsig"));
2140                 }
2141
2142                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2143                 first_gp_fqs = true;
2144                 j = jiffies_till_first_fqs;
2145                 if (j > HZ) {
2146                         j = HZ;
2147                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2148                 }
2149                 ret = 0;
2150                 for (;;) {
2151                         if (!ret) {
2152                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2153                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2154                                            jiffies + 3 * j);
2155                         }
2156                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2157                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2158                                                TPS("fqswait"));
2159                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2160                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2161                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2162                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2163                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2164                         /* If grace period done, leave loop. */
2165                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2166                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2167                                 break;
2168                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2169                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2170                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2171                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2172                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2173                                                        TPS("fqsstart"));
2174                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2175                                 first_gp_fqs = false;
2176                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2177                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2178                                                        TPS("fqsend"));
2179                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2180                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2181                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2182                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2183                                 if (j > HZ) {
2184                                         j = HZ;
2185                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2186                                 } else if (j < 1) {
2187                                         j = 1;
2188                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2189                                 }
2190                         } else {
2191                                 /* Deal with stray signal. */
2192                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2193                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2194                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2195                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2196                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2197                                                        TPS("fqswaitsig"));
2198                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2199                                 j = jiffies;
2200                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2201                                         j = 1;
2202                                 else
2203                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2204                         }
2205                 }
2206
2207                 /* Handle grace-period end. */
2208                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2209                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2210                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2211         }
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2216  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2217  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2218  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2219  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2220  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2221  * which is released before return.
2222  */
2223 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2224         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2225 {
2226         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2227         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2228         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2229         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2230         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2235  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2236  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2237  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2238  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2239  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2240  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2241  * must be held upon entry, and it is released before return.
2242  *
2243  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2244  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2245  * during grace-period initialization.
2246  */
2247 static void
2248 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2249                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2250         __releases(rnp->lock)
2251 {
2252         unsigned long oldmask = 0;
2253         struct rcu_node *rnp_c;
2254
2255         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2256
2257         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2258         for (;;) {
2259                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2260
2261                         /*
2262                          * Our bit has already been cleared, or the
2263                          * relevant grace period is already over, so done.
2264                          */
2265                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2266                         return;
2267                 }
2268                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2269                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2270                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2271                 rnp->qsmask &= ~mask;
2272                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gp_seq,
2273                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2274                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2275                                                  !!rnp->gp_tasks);
2276                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2277
2278                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2279                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2280                         return;
2281                 }
2282                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2283                 mask = rnp->grpmask;
2284                 if (rnp->parent == NULL) {
2285
2286                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2287
2288                         break;
2289                 }
2290                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2291                 rnp_c = rnp;
2292                 rnp = rnp->parent;
2293                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2294                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2295         }
2296
2297         /*
2298          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2299          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2300          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2301          */
2302         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2307  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2308  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2309  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2310  * disabled.
2311  */
2312 static void __maybe_unused
2313 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2314                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2315         __releases(rnp->lock)
2316 {
2317         unsigned long gps;
2318         unsigned long mask;
2319         struct rcu_node *rnp_p;
2320
2321         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2322         if (WARN_ON_ONCE(rcu_state_p == &rcu_sched_state) ||
2323             WARN_ON_ONCE(rsp != rcu_state_p) ||
2324             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2325             rnp->qsmask != 0) {
2326                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2327                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2328         }
2329
2330         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2331         rnp_p = rnp->parent;
2332         if (rnp_p == NULL) {
2333                 /*
2334                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2335                  * try to report up to its nonexistent parent!
2336                  */
2337                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2338                 return;
2339         }
2340
2341         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2342         gps = rnp->gp_seq;
2343         mask = rnp->grpmask;
2344         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2345         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2346         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2351  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2352  */
2353 static void
2354 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2355 {
2356         unsigned long flags;
2357         unsigned long mask;
2358         bool needwake;
2359         struct rcu_node *rnp;
2360
2361         rnp = rdp->mynode;
2362         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2363         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2364             rdp->gpwrap) {
2365
2366                 /*
2367                  * The grace period in which this quiescent state was
2368                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2369                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2370                  * within the current grace period.
2371                  */
2372                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2373                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2374                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2375                 return;
2376         }
2377         mask = rdp->grpmask;
2378         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2379                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2380         } else {
2381                 rdp->core_needs_qs = false;
2382
2383                 /*
2384                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2385                  * callbacks can be processed during the next GP.
2386                  */
2387                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2388
2389                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2390                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2391                 if (needwake)
2392                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2393         }
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2398  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2399  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2400  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2401  */
2402 static void
2403 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2404 {
2405         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2406         note_gp_changes(rsp, rdp);
2407
2408         /*
2409          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2410          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2411          */
2412         if (!rdp->core_needs_qs)
2413                 return;
2414
2415         /*
2416          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2417          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2418          */
2419         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2420                 return;
2421
2422         /*
2423          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2424          * judge of that).
2425          */
2426         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2427 }
2428
2429 /*
2430  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2431  */
2432 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2433 {
2434         RCU_TRACE(bool blkd;)
2435         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2436         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2437
2438         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2439                 return;
2440
2441         RCU_TRACE(blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);)
2442         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq,
2443                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2444 }
2445
2446 /*
2447  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2448  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2449  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2450  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2451  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2452  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2453  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2454  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2455  * updated.
2456  *
2457  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2458  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2459  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2460  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2461  * invoke it again.
2462  */
2463 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2464 {
2465         long mask;
2466         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2467
2468         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2469         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2470             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2471             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2472                 return;
2473         for (;;) {
2474                 mask = rnp->grpmask;
2475                 rnp = rnp->parent;
2476                 if (!rnp)
2477                         break;
2478                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2479                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2480                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2481                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2482                 if (rnp->qsmaskinit) {
2483                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2484                         /* irqs remain disabled. */
2485                         return;
2486                 }
2487                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2488         }
2489 }
2490
2491 /*
2492  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2493  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2494  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2495  * explicit locking.
2496  */
2497 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2498 {
2499         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2500         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2501
2502         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2503                 return;
2504
2505         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2506         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2511  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2512  */
2513 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2514 {
2515         unsigned long flags;
2516         struct rcu_head *rhp;
2517         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2518         long bl, count;
2519
2520         /* If no callbacks are ready, just return. */
2521         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2522                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2523                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2524                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2525                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2526                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2527                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2528                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2529                 return;
2530         }
2531
2532         /*
2533          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2534          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2535          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2536          */
2537         local_irq_save(flags);
2538         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2539         bl = rdp->blimit;
2540         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2541                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2542         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2543         local_irq_restore(flags);
2544
2545         /* Invoke callbacks. */
2546         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2547         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2548                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2549                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2550                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2551                 /*
2552                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2553                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2554                  */
2555                 if (-rcl.len >= bl &&
2556                     (need_resched() ||
2557                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2558                         break;
2559         }
2560
2561         local_irq_save(flags);
2562         count = -rcl.len;
2563         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2564                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2565
2566         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2567         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2568         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2569         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2570
2571         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2572         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2573         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2574                 rdp->blimit = blimit;
2575
2576         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2577         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2578                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2579                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2580         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2581                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2582
2583         /*
2584          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2585          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2586          */
2587         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2588
2589         local_irq_restore(flags);
2590
2591         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2592         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2593                 invoke_rcu_core();
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2598  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2599  * Also schedule RCU core processing.
2600  *
2601  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2602  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2603  */
2604 void rcu_check_callbacks(int user)
2605 {
2606         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2607         increment_cpu_stall_ticks();
2608         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2609
2610                 /*
2611                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2612                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2613                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2614                  * a quiescent state, so note it.
2615                  *
2616                  * No memory barrier is required here because both
2617                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2618                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2619                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2620                  */
2621
2622                 rcu_sched_qs();
2623                 rcu_bh_qs();
2624
2625         } else if (!in_softirq()) {
2626
2627                 /*
2628                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2629                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2630                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2631                  * critical section, so note it.
2632                  */
2633
2634                 rcu_bh_qs();
2635         }
2636         rcu_preempt_check_callbacks();
2637         if (rcu_pending())
2638                 invoke_rcu_core();
2639         if (user)
2640                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2641         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2646  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2647  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2648  *
2649  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2650  */
2651 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2652 {
2653         int cpu;
2654         unsigned long flags;
2655         unsigned long mask;
2656         struct rcu_node *rnp;
2657
2658         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2659                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2660                 mask = 0;
2661                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2662                 if (rnp->qsmask == 0) {
2663                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2664                             rsp != rcu_state_p ||
2665                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2666                                 /*
2667                                  * No point in scanning bits because they
2668                                  * are all zero.  But we might need to
2669                                  * priority-boost blocked readers.
2670                                  */
2671                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2672                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2673                                 continue;
2674                         }
2675                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2676                         continue;
2677                 }
2678                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2679                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2680                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2681                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2682                                         mask |= bit;
2683                         }
2684                 }
2685                 if (mask != 0) {
2686                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2687                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2688                 } else {
2689                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2690                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2691                 }
2692         }
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2697  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2698  */
2699 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2700 {
2701         unsigned long flags;
2702         bool ret;
2703         struct rcu_node *rnp;
2704         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2705
2706         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2707         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2708         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2709                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2710                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2711                 if (rnp_old != NULL)
2712                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2713                 if (ret)
2714                         return;
2715                 rnp_old = rnp;
2716         }
2717         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2718
2719         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2720         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2721         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2722         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2723                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2724                 return;  /* Someone beat us to it. */
2725         }
2726         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2727         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2728         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2733  * RCU to come out of its idle mode.
2734  */
2735 static void
2736 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2737                          struct rcu_data *rdp)
2738 {
2739         unsigned long flags;
2740         unsigned long j;
2741         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2742         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2743
2744         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) || rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2745             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed))
2746                 return;
2747         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2748         if (time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2749             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2750             atomic_read(&warned))
2751                 return;
2752
2753         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2754         j = jiffies;
2755         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2756             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2757             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2758             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2759             atomic_read(&warned)) {
2760                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2761                 return;
2762         }
2763         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2764
2765         if (rnp_root != rnp)
2766                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2767         j = jiffies;
2768         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2769             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2770             time_before(j, rsp->gp_req_activity + HZ) ||
2771             time_before(j, rsp->gp_activity + HZ) ||
2772             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2773                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2774                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2775                 return;
2776         }
2777         pr_alert("%s: g%ld->%ld gar:%lu ga:%lu f%#x %s->state:%#lx\n",
2778                  __func__, (long)READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2779                  (long)READ_ONCE(rnp_root->gp_seq_needed),
2780                  j - rsp->gp_req_activity, j - rsp->gp_activity,
2781                  rsp->gp_flags, rsp->name,
2782                  rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2783         WARN_ON(1);
2784         if (rnp_root != rnp)
2785                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2786         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2787 }
2788
2789 /*
2790  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2791  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2792  * whom the rdp belongs.
2793  */
2794 static void
2795 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2796 {
2797         unsigned long flags;
2798         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2799         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2800
2801         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2802
2803         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2804         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2805
2806         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2807         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2808             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2809                 local_irq_save(flags);
2810                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2811                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rnp, rdp);
2812                 local_irq_restore(flags);
2813         }
2814
2815         rcu_check_gp_start_stall(rsp, rnp, rdp);
2816
2817         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2818         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2819                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2820
2821         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2822         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Do RCU core processing for the current CPU.
2827  */
2828 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2829 {
2830         struct rcu_state *rsp;
2831
2832         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2833                 return;
2834         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2835         for_each_rcu_flavor(rsp)
2836                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2837         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2842  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2843  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2844  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2845  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2846  */
2847 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2848 {
2849         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2850                 return;
2851         if (likely(!rsp->boost)) {
2852                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2853                 return;
2854         }
2855         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2856 }
2857
2858 static void invoke_rcu_core(void)
2859 {
2860         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2861                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2866  */
2867 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2868                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2869 {
2870         /*
2871          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2872          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2873          */
2874         if (!rcu_is_watching())
2875                 invoke_rcu_core();
2876
2877         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2878         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2879                 return;
2880
2881         /*
2882          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2883          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2884          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2885          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2886          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2887          */
2888         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2889                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2890
2891                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2892                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2893
2894                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2895                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2896                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rdp->mynode, rdp);
2897                 } else {
2898                         /* Give the grace period a kick. */
2899                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2900                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2901                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2902                                 force_quiescent_state(rsp);
2903                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2904                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2905                 }
2906         }
2907 }
2908
2909 /*
2910  * RCU callback function to leak a callback.
2911  */
2912 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2913 {
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2918  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2919  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2920  * is expected to specify a CPU.
2921  */
2922 static void
2923 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2924            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2925 {
2926         unsigned long flags;
2927         struct rcu_data *rdp;
2928
2929         /* Misaligned rcu_head! */
2930         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2931
2932         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2933                 /*
2934                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2935                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2936                  * time callback was passed to __call_rcu().
2937                  */
2938                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2939                           head, head->func);
2940                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2941                 return;
2942         }
2943         head->func = func;
2944         head->next = NULL;
2945         local_irq_save(flags);
2946         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2947
2948         /* Add the callback to our list. */
2949         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2950                 int offline;
2951
2952                 if (cpu != -1)
2953                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2954                 if (likely(rdp->mynode)) {
2955                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2956                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2957                         WARN_ON_ONCE(offline);
2958                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2959                         local_irq_restore(flags);
2960                         return;
2961                 }
2962                 /*
2963                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2964                  * and then drop through to queue the callback.
2965                  */
2966                 BUG_ON(cpu != -1);
2967                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2968                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2969                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2970         }
2971         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2972         if (!lazy)
2973                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2974
2975         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2976                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2977                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2978                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2979         else
2980                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
2981                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2982                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2983
2984         /* Go handle any RCU core processing required. */
2985         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2986         local_irq_restore(flags);
2987 }
2988
2989 /**
2990  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
2991  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2992  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2993  *
2994  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2995  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2996  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
2997  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
2998  * or on voluntary preemption.
2999  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3000  *
3001  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3002  * - anything that disables preemption.
3003  *
3004  *  These may be nested.
3005  *
3006  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3007  * memory ordering guarantees.
3008  */
3009 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3010 {
3011         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3012 }
3013 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3014
3015 /**
3016  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3017  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3018  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3019  *
3020  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3021  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3022  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3023  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3024  * handler. This means that read-side critical sections in process
3025  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3026  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3027  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3028  *
3029  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3030  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3031  *
3032  * These may be nested.
3033  *
3034  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3035  * memory ordering guarantees.
3036  */
3037 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3038 {
3039         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3040 }
3041 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3042
3043 /*
3044  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3045  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3046  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3047  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3048  * function may only be called from __kfree_rcu().
3049  */
3050 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3051                     rcu_callback_t func)
3052 {
3053         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3054 }
3055 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3056
3057 /*
3058  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3059  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3060  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3061  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3062  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3063  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3064  * some overhead: RCU still operates correctly.
3065  */
3066 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3067 {
3068         int ret;
3069
3070         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3071         preempt_disable();
3072         ret = num_online_cpus() <= 1;
3073         preempt_enable();
3074         return ret;
3075 }
3076
3077 /**
3078  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3079  *
3080  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3081  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3082  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3083  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3084  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3085  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3086  * rcu_read_lock_sched().
3087  *
3088  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3089  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3090  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3091  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3092  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3093  *
3094  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3095  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3096  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3097  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3098  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3099  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3100  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3101  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3102  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3103  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3104  * that are executing in the kernel.
3105  *
3106  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3107  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3108  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3109  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3110  * again only if the system has more than one CPU).
3111  */
3112 void synchronize_sched(void)
3113 {
3114         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3115                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3116                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3117                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3118         if (rcu_blocking_is_gp())
3119                 return;
3120         if (rcu_gp_is_expedited())
3121                 synchronize_sched_expedited();
3122         else
3123                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3126
3127 /**
3128  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3129  *
3130  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3131  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3132  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3133  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3134  * and may be nested.
3135  *
3136  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3137  * on memory ordering guarantees.
3138  */
3139 void synchronize_rcu_bh(void)
3140 {
3141         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3142                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3143                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3144                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3145         if (rcu_blocking_is_gp())
3146                 return;
3147         if (rcu_gp_is_expedited())
3148                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3149         else
3150                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3151 }
3152 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3153
3154 /**
3155  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3156  *
3157  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3158  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3159  * meantime.
3160  */
3161 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3162 {
3163         /*
3164          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3165          * before the load from ->gp_seq.
3166          */
3167         smp_mb();  /* ^^^ */
3168         return rcu_seq_snap(&rcu_state_p->gp_seq);
3169 }
3170 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3171
3172 /**
3173  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3174  *
3175  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3176  *
3177  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3178  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3179  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3180  *
3181  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3182  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3183  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3184  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3185  */
3186 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3187 {
3188         if (!rcu_seq_done(&rcu_state_p->gp_seq, oldstate))
3189                 synchronize_rcu();
3190         else
3191                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3192 }
3193 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3194
3195 /**
3196  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3197  *
3198  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3199  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3200  * meantime.
3201  */
3202 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3203 {
3204         /*
3205          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3206          * before the load from ->gp_seq.
3207          */
3208         smp_mb();  /* ^^^ */
3209         return rcu_seq_snap(&rcu_sched_state.gp_seq);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3212
3213 /**
3214  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3215  *
3216  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3217  *
3218  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3219  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3220  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3221  *
3222  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3223  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3224  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3225  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3226  */
3227 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3228 {
3229         if (!rcu_seq_done(&rcu_sched_state.gp_seq, oldstate))
3230                 synchronize_sched();
3231         else
3232                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3233 }
3234 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3235
3236 /*
3237  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3238  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3239  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3240  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3241  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3242  */
3243 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3244 {
3245         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3246
3247         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3248         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3249
3250         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3251         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3252                 return 0;
3253
3254         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3255         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3256                 return 1;
3257
3258         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3259         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3260                 return 1;
3261
3262         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3263         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3264             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3265             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3266                 return 1;
3267
3268         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3269         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3270             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3271                 return 1;
3272
3273         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3274         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3275                 return 1;
3276
3277         /* nothing to do */
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 /*
3282  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3283  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3284  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3285  */
3286 static int rcu_pending(void)
3287 {
3288         struct rcu_state *rsp;
3289
3290         for_each_rcu_flavor(rsp)
3291                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3292                         return 1;
3293         return 0;
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3298  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3299  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3300  */
3301 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3302 {
3303         bool al = true;
3304         bool hc = false;
3305         struct rcu_data *rdp;
3306         struct rcu_state *rsp;
3307
3308         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3309                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3310                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3311                         continue;
3312                 hc = true;
3313                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3314                         al = false;
3315                         break;
3316                 }
3317         }
3318         if (all_lazy)
3319                 *all_lazy = al;
3320         return hc;
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3325  * the compiler is expected to optimize this away.
3326  */
3327 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3328                                int cpu, unsigned long done)
3329 {
3330         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3331                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3332 }
3333
3334 /*
3335  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3336  * up the task executing _rcu_barrier().
3337  */
3338 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3339 {
3340         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3341         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3342
3343         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3344                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3345                                    rsp->barrier_sequence);
3346                 complete(&rsp->barrier_completion);
3347         } else {
3348                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3349         }
3350 }
3351
3352 /*
3353  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3354  */
3355 static void rcu_barrier_func(void *type)
3356 {
3357         struct rcu_state *rsp = type;
3358         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3359
3360         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3361         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3362         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3363         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3364                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3365         } else {
3366                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3367                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3368                                    rsp->barrier_sequence);
3369         }
3370 }
3371
3372 /*
3373  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3374  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3375  */
3376 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3377 {
3378         int cpu;
3379         struct rcu_data *rdp;
3380         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3381
3382         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3383
3384         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3385         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3386
3387         /* Did someone else do our work for us? */
3388         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3389                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3390                                    rsp->barrier_sequence);
3391                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3392                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3393                 return;
3394         }
3395
3396         /* Mark the start of the barrier operation. */
3397         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3398         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3399
3400         /*
3401          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3402          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3403          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3404          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3405          */
3406         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3407         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3408         get_online_cpus();
3409
3410         /*
3411          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3412          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3413          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3414          */
3415         for_each_possible_cpu(cpu) {
3416                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3417                         continue;
3418                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3419                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3420                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3421                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3422                                                    rsp->barrier_sequence);
3423                         } else {
3424                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3425                                                    rsp->barrier_sequence);
3426                                 smp_mb__before_atomic();
3427                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3428                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3429                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3430                         }
3431                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3432                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3433                                            rsp->barrier_sequence);
3434                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3435                 } else {
3436                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3437                                            rsp->barrier_sequence);
3438                 }
3439         }
3440         put_online_cpus();
3441
3442         /*
3443          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3444          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3445          */
3446         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3447                 complete(&rsp->barrier_completion);
3448
3449         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3450         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3451
3452         /* Mark the end of the barrier operation. */
3453         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3454         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3455
3456         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3457         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3458 }
3459
3460 /**
3461  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3462  */
3463 void rcu_barrier_bh(void)
3464 {
3465         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3468
3469 /**
3470  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3471  */
3472 void rcu_barrier_sched(void)
3473 {
3474         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3475 }
3476 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3477
3478 /*
3479  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3480  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3481  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3482  * disabled.
3483  */
3484 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3485 {
3486         long mask;
3487         long oldmask;
3488         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3489
3490         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3491         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
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                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3499                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3500                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3501                 if (oldmask)
3502                         return;
3503         }
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3508  */
3509 static void __init
3510 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3511 {
3512         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3513
3514         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3515         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3516         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3517         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3518         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3519         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rsp->gp_seq;
3520         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3521         rdp->rcu_onl_gp_seq = rsp->gp_seq;
3522         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3523         rdp->cpu = cpu;
3524         rdp->rsp = rsp;
3525         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3526 }
3527
3528 /*
3529  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3530  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3531  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3532  * CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3533  */
3534 static void
3535 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3536 {
3537         unsigned long flags;
3538         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3539         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3540
3541         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3542         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3543         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3544         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3545         rdp->blimit = blimit;
3546         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3547             !init_nocb_callback_list(rdp))
3548                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3549         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3550         rcu_dynticks_eqs_online();
3551         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3552
3553         /*
3554          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3555          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3556          * of the next grace period.
3557          */
3558         rnp = rdp->mynode;
3559         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3560         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3561         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3562         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3563         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3564         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3565         rdp->core_needs_qs = false;
3566         rdp->rcu_iw_pending = false;
3567         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3568         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3569         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3574  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3575  */
3576 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3577 {
3578         struct rcu_state *rsp;
3579
3580         for_each_rcu_flavor(rsp)
3581                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3582
3583         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3584         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3585
3586         return 0;
3587 }
3588
3589 /*
3590  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3591  */
3592 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3593 {
3594         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3595
3596         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3597 }
3598
3599 /*
3600  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3601  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3602  */
3603 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3604 {
3605         unsigned long flags;
3606         struct rcu_data *rdp;
3607         struct rcu_node *rnp;
3608         struct rcu_state *rsp;
3609
3610         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3611                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3612                 rnp = rdp->mynode;
3613                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3614                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3615                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3616         }
3617         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3618                 srcu_online_cpu(cpu);
3619         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3620                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3621         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3622         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3623         return 0;
3624 }
3625
3626 /*
3627  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3628  * with pretty much all services enabled.
3629  */
3630 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3631 {
3632         unsigned long flags;
3633         struct rcu_data *rdp;
3634         struct rcu_node *rnp;
3635         struct rcu_state *rsp;
3636
3637         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3638                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3639                 rnp = rdp->mynode;
3640                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3641                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3642                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3643         }
3644
3645         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3646         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3647                 srcu_offline_cpu(cpu);
3648         return 0;
3649 }
3650
3651 /*
3652  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3653  */
3654 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3655 {
3656         struct rcu_state *rsp;
3657
3658         for_each_rcu_flavor(rsp)
3659                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3660         return 0;
3661 }
3662
3663 /*
3664  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3665  */
3666 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3667 {
3668         struct rcu_state *rsp;
3669
3670         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3671                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3672                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3673         }
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3678
3679 /*
3680  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3681  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3682  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3683  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3684  * will result in lockdep splats.
3685  *
3686  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3687  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3688  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3689  */
3690 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3691 {
3692         unsigned long flags;
3693         unsigned long mask;
3694         int nbits;
3695         unsigned long oldmask;
3696         struct rcu_data *rdp;
3697         struct rcu_node *rnp;
3698         struct rcu_state *rsp;
3699
3700         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3701                 return;
3702
3703         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3704
3705         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3706                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3707                 rnp = rdp->mynode;
3708                 mask = rdp->grpmask;
3709                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3710                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3711                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3712                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3713                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3714                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3715                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3716                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3717                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
3718                 rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
3719                 rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
3720                 if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
3721                         /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
3722                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3723                 } else {
3724                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3725                 }
3726         }
3727         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3728 }
3729
3730 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3731 /*
3732  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3733  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext
3734  * bit masks.
3735  */
3736 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3737 {
3738         unsigned long flags;
3739         unsigned long mask;
3740         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3741         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3742
3743         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3744         mask = rdp->grpmask;
3745         spin_lock(&rsp->ofl_lock);
3746         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3747         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
3748         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
3749         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
3750                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
3751                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3752                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3753         }
3754         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3755         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3756         spin_unlock(&rsp->ofl_lock);
3757 }
3758
3759 /*
3760  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3761  * the list of CPUs that RCU must track.
3762  *
3763  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3764  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3765  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3766  */
3767 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3768 {
3769         struct rcu_state *rsp;
3770
3771         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3772         preempt_disable();
3773         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3774                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3775         preempt_enable();
3776         for_each_rcu_flavor(rsp)
3777                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3778
3779         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3780 }
3781
3782 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3783 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3784 {
3785         unsigned long flags;
3786         struct rcu_data *my_rdp;
3787         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3788         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3789         bool needwake;
3790
3791         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3792                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3793
3794         local_irq_save(flags);
3795         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3796         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3797                 local_irq_restore(flags);
3798                 return;
3799         }
3800         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3801         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3802         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3803                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3804         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3805         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3806                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3807         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3808         if (needwake)
3809                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3810         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3811                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3812                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3813                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3814                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3815 }
3816
3817 /*
3818  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3819  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3820  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3821  */
3822 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3823 {
3824         struct rcu_state *rsp;
3825
3826         for_each_rcu_flavor(rsp)
3827                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3828 }
3829 #endif
3830
3831 /*
3832  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3833  * and hibernation run faster.
3834  */
3835 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3836                          unsigned long action, void *hcpu)
3837 {
3838         switch (action) {
3839         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3840         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3841                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3842                         rcu_expedite_gp();
3843                 break;
3844         case PM_POST_HIBERNATION:
3845         case PM_POST_SUSPEND:
3846                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3847                         rcu_unexpedite_gp();
3848                 break;
3849         default:
3850                 break;
3851         }
3852         return NOTIFY_OK;
3853 }
3854
3855 /*
3856  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3857  */
3858 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3859 {
3860         unsigned long flags;
3861         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3862         struct rcu_node *rnp;
3863         struct rcu_state *rsp;
3864         struct sched_param sp;
3865         struct task_struct *t;
3866
3867         /* Force priority into range. */
3868         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3869                 kthread_prio = 1;
3870         else if (kthread_prio < 0)
3871                 kthread_prio = 0;
3872         else if (kthread_prio > 99)
3873                 kthread_prio = 99;
3874         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3875                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3876                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3877
3878         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3879         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3880                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3881                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3882                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3883                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3884                 rsp->gp_kthread = t;
3885                 if (kthread_prio) {
3886                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3887                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3888                 }
3889                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3890                 wake_up_process(t);
3891         }
3892         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3893         rcu_spawn_boost_kthreads();
3894         return 0;
3895 }
3896 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3897
3898 /*
3899  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3900  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3901  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3902  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3903  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3904  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3905  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3906  * runtime RCU functionality.
3907  */
3908 void rcu_scheduler_starting(void)
3909 {
3910         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3911         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3912         rcu_test_sync_prims();
3913         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3914         rcu_test_sync_prims();
3915 }
3916
3917 /*
3918  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3919  */
3920 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3921 {
3922         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3923         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3924         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3925         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3926
3927         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3928         int cpustride = 1;
3929         int i;
3930         int j;
3931         struct rcu_node *rnp;
3932
3933         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3934
3935         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3936         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3937                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3938
3939         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3940
3941         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3942                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3943         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3944
3945         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3946
3947         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3948                 cpustride *= levelspread[i];
3949                 rnp = rsp->level[i];
3950                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3951                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3952                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3953                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3954                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3955                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3956                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3957                         rnp->gp_seq = rsp->gp_seq;
3958                         rnp->gp_seq_needed = rsp->gp_seq;
3959                         rnp->completedqs = rsp->gp_seq;
3960                         rnp->qsmask = 0;
3961                         rnp->qsmaskinit = 0;
3962                         rnp->grplo = j * cpustride;
3963                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3964                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3965                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3966                         if (i == 0) {
3967                                 rnp->grpnum = 0;
3968                                 rnp->grpmask = 0;
3969                                 rnp->parent = NULL;
3970                         } else {
3971                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3972                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3973                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3974                                               j / levelspread[i - 1];
3975                         }
3976                         rnp->level = i;
3977                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3978                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3979                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3980                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3981                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3982                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3983                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3984                 }
3985         }
3986
3987         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
3988         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
3989         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
3990         for_each_possible_cpu(i) {
3991                 while (i > rnp->grphi)
3992                         rnp++;
3993                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3994                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3995         }
3996         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3997 }
3998
3999 /*
4000  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4001  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4002  * the ->node array in the rcu_state structure.
4003  */
4004 static void __init rcu_init_geometry(void)
4005 {
4006         ulong d;
4007         int i;
4008         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4009
4010         /*
4011          * Initialize any unspecified boot parameters.
4012          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4013          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4014          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4015          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4016          */
4017         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4018         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4019                 jiffies_till_first_fqs = d;
4020         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4021                 jiffies_till_next_fqs = d;
4022
4023         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4024         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4025             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4026                 return;
4027         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4028                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4029
4030         /*
4031          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4032          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4033          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4034          * limit is exceeded.
4035          */
4036         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4037             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4038                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4039                 WARN_ON(1);
4040                 return;
4041         }
4042
4043         /*
4044          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4045          * with the given number of levels.
4046          */
4047         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4048         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4049                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4050
4051         /*
4052          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4053          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4054          */
4055         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4056                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4057                 WARN_ON(1);
4058                 return;
4059         }
4060
4061         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4062         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4063         }
4064         rcu_num_lvls = i + 1;
4065
4066         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4067         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4068                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4069                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4070         }
4071
4072         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4073         rcu_num_nodes = 0;
4074         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4075                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4076 }
4077
4078 /*
4079  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4080  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4081  */
4082 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4083 {
4084         int level = 0;
4085         struct rcu_node *rnp;
4086
4087         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4088         pr_info(" ");
4089         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4090                 if (rnp->level != level) {
4091                         pr_cont("\n");
4092                         pr_info(" ");
4093                         level = rnp->level;
4094                 }
4095                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4096         }
4097         pr_cont("\n");
4098 }
4099
4100 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4101 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4102
4103 void __init rcu_init(void)
4104 {
4105         int cpu;
4106
4107         rcu_early_boot_tests();
4108
4109         rcu_bootup_announce();
4110         rcu_init_geometry();
4111         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4112         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4113         if (dump_tree)
4114                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4115         __rcu_init_preempt();
4116         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4117
4118         /*
4119          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4120          * this is called early in boot, before either interrupts
4121          * or the scheduler are operational.
4122          */
4123         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4124         for_each_online_cpu(cpu) {
4125                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4126                 rcu_cpu_starting(cpu);
4127                 rcutree_online_cpu(cpu);
4128         }
4129
4130         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4131         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4132         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4133         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4134         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4135 }
4136
4137 #include "tree_exp.h"
4138 #include "tree_plugin.h"