rcu: Fix cpustart tracepoint gp_seq number
[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 }
105
106 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
108
109 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
110 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
111
112 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
113 static bool dump_tree;
114 module_param(dump_tree, bool, 0444);
115 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
116 static bool rcu_fanout_exact;
117 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
118 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
119 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
120 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
121 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
122 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
123 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
124 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
125 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
126 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
127
128 /*
129  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
130  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
131  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
132  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
134  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
135  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
136  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
137  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
138  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
139  */
140 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
141 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
142
143 /*
144  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
145  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
146  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
147  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
148  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
149  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
150  *
151  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
152  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
153  * a time.
154  */
155 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
156
157 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
158 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
163                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
164 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
165
166 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
167 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
168 module_param(kthread_prio, int, 0644);
169
170 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
171
172 static int gp_preinit_delay;
173 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
174 static int gp_init_delay;
175 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
176 static int gp_cleanup_delay;
177 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
178
179 /*
180  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
181  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
182  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
183  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
184  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
185  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
186  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
187  */
188 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
189
190 /*
191  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
192  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
193  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
194  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
195  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
196  * These variables enable correlating rcutorture output with the
197  * RCU tracing information.
198  */
199 unsigned long rcutorture_testseq;
200 unsigned long rcutorture_vernum;
201
202 /*
203  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
204  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
205  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
206  * in most contexts.
207  */
208 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
209 {
210         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
211 }
212
213 /*
214  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
215  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
216  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
217  */
218 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
219 {
220         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rsp->gp_seq));
221 }
222
223 /*
224  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
225  * how many quiescent states passed, just if there was at least
226  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
227  * The caller must have disabled preemption.
228  */
229 void rcu_sched_qs(void)
230 {
231         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
232         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
233                 return;
234         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
235                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gp_seq),
236                                TPS("cpuqs"));
237         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
238         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
239                 return;
240         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
241         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
242                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
243 }
244
245 void rcu_bh_qs(void)
246 {
247         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
248         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
249                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
250                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gp_seq),
251                                        TPS("cpuqs"));
252                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
253         }
254 }
255
256 /*
257  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
258  * control.  Initially this is for TLB flushing.
259  */
260 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
261 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
262 #ifndef rcu_eqs_special_exit
263 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
264 #endif
265
266 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
267         .dynticks_nesting = 1,
268         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
269         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
270 };
271
272 /*
273  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
274  * called when not already in an extended quiescent state.
275  */
276 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
277 {
278         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
279         int seq;
280
281         /*
282          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
283          * critical sections, and we also must force ordering with the
284          * next idle sojourn.
285          */
286         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
287         /* Better be in an extended quiescent state! */
288         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
289                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
290         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
291         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
292                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
293 }
294
295 /*
296  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
297  * called from an extended quiescent state.
298  */
299 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
300 {
301         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
302         int seq;
303
304         /*
305          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
306          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
307          * critical section.
308          */
309         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
310         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
311                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
312         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
313                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
314                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
315                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
316                 rcu_eqs_special_exit();
317         }
318 }
319
320 /*
321  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
322  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
323  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
324  * to the next non-quiescent value.
325  *
326  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
327  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
328  * or when the corresponding CPU is offline.
329  */
330 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
331 {
332         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
333
334         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
335                 return;
336         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
337 }
338
339 /*
340  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
341  *
342  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
343  */
344 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
345 {
346         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
347
348         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
349 }
350
351 /*
352  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
353  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
354  */
355 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
356 {
357         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
358
359         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
360 }
361
362 /*
363  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
364  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
365  */
366 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
367 {
368         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
369 }
370
371 /*
372  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
373  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
374  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
375  */
376 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
377 {
378         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
379 }
380
381 /*
382  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
383  * momentary idle-CPU quiescent state.
384  */
385 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
386 {
387         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
388         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
389                                         &rdtp->dynticks);
390
391         /* It is illegal to call this from idle state. */
392         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
393 }
394
395 /*
396  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
397  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
398  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
399  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
400  * an extended quiescent state.
401  */
402 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
403 {
404         int old;
405         int new;
406         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
407
408         do {
409                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
410                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
411                         return false;
412                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
413         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
414         return true;
415 }
416
417 /*
418  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
419  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
420  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
421  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
422  * this CPU might (or might not) do in the near future.
423  *
424  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
425  *
426  * The caller must have disabled interrupts.
427  */
428 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
429 {
430         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
431         rcu_dynticks_momentary_idle();
432 }
433
434 /*
435  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
436  * and requires special handling for preemptible RCU.
437  * The caller must have disabled interrupts.
438  */
439 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
440 {
441         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
442         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
443         rcu_sched_qs();
444         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
445         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
446         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
447                 goto out;
448         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
449         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
450                 rcu_momentary_dyntick_idle();
451         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
452         if (!preempt)
453                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
454 out:
455         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
456         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
457 }
458 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
459
460 /*
461  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
462  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
463  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
464  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
465  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
466  * all RCU flavors.
467  *
468  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
469  * called externally, but just in case this is called from within this
470  * file.
471  *
472  */
473 void rcu_all_qs(void)
474 {
475         unsigned long flags;
476
477         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
478                 return;
479         preempt_disable();
480         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
481         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
482                 preempt_enable();
483                 return;
484         }
485         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
486         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
487         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
488                 local_irq_save(flags);
489                 rcu_momentary_dyntick_idle();
490                 local_irq_restore(flags);
491         }
492         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
493                 rcu_sched_qs();
494         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
495         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
496         preempt_enable();
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
499
500 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
501 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
502 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
503 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
504 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
505 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
506
507 module_param(blimit, long, 0444);
508 module_param(qhimark, long, 0444);
509 module_param(qlowmark, long, 0444);
510
511 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
512 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
513 static bool rcu_kick_kthreads;
514
515 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
516 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
517 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
518
519 /*
520  * How long the grace period must be before we start recruiting
521  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
522  */
523 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
524 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
525
526 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
527 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
528 static int rcu_pending(void);
529
530 /*
531  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
532  */
533 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
534 {
535         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_state_p->gp_seq));
536 }
537 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
538
539 /*
540  * Return the number of RCU-sched GPs completed thus far for debug & stats.
541  */
542 unsigned long rcu_sched_get_gp_seq(void)
543 {
544         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_sched_state.gp_seq));
545 }
546 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_get_gp_seq);
547
548 /*
549  * Return the number of RCU-bh GPs completed thus far for debug & stats.
550  */
551 unsigned long rcu_bh_get_gp_seq(void)
552 {
553         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_bh_state.gp_seq));
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_get_gp_seq);
556
557 /*
558  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
559  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
560  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
561  * the cumulative batches since boot.
562  */
563 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
564 {
565         return rcu_state_p->expedited_sequence;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
568
569 /*
570  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
571  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
572  */
573 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
574 {
575         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
578
579 /*
580  * Force a quiescent state.
581  */
582 void rcu_force_quiescent_state(void)
583 {
584         force_quiescent_state(rcu_state_p);
585 }
586 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
587
588 /*
589  * Force a quiescent state for RCU BH.
590  */
591 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
592 {
593         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
596
597 /*
598  * Force a quiescent state for RCU-sched.
599  */
600 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
601 {
602         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
603 }
604 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
605
606 /*
607  * Show the state of the grace-period kthreads.
608  */
609 void show_rcu_gp_kthreads(void)
610 {
611         struct rcu_state *rsp;
612
613         for_each_rcu_flavor(rsp) {
614                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
615                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
616                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
617         }
618 }
619 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
620
621 /*
622  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
623  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
624  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
625  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
626  * store this state in rcutorture itself.
627  */
628 void rcutorture_record_test_transition(void)
629 {
630         rcutorture_testseq++;
631         rcutorture_vernum = 0;
632 }
633 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
634
635 /*
636  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
637  */
638 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
639                             unsigned long *gp_seq)
640 {
641         struct rcu_state *rsp = NULL;
642
643         switch (test_type) {
644         case RCU_FLAVOR:
645                 rsp = rcu_state_p;
646                 break;
647         case RCU_BH_FLAVOR:
648                 rsp = &rcu_bh_state;
649                 break;
650         case RCU_SCHED_FLAVOR:
651                 rsp = &rcu_sched_state;
652                 break;
653         default:
654                 break;
655         }
656         if (rsp == NULL)
657                 return;
658         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
659         *gp_seq = rcu_seq_current(&rsp->gp_seq);
660 }
661 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
662
663 /*
664  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
665  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
666  * messages.
667  */
668 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
669 {
670         rcutorture_vernum++;
671 }
672 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
673
674 /*
675  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
676  */
677 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
678 {
679         return &rsp->node[0];
680 }
681
682 /*
683  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
684  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
685  *
686  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
687  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
688  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
689  */
690 static void rcu_eqs_enter(bool user)
691 {
692         struct rcu_state *rsp;
693         struct rcu_data *rdp;
694         struct rcu_dynticks *rdtp;
695
696         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
697         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
698         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
699                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
700         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
701                 rdtp->dynticks_nesting--;
702                 return;
703         }
704
705         lockdep_assert_irqs_disabled();
706         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
707         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
708         for_each_rcu_flavor(rsp) {
709                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
710                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
711         }
712         rcu_prepare_for_idle();
713         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
714         rcu_dynticks_eqs_enter();
715         rcu_dynticks_task_enter();
716 }
717
718 /**
719  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
720  *
721  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
722  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
723  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
724  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
725  *
726  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
727  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
728  */
729 void rcu_idle_enter(void)
730 {
731         lockdep_assert_irqs_disabled();
732         rcu_eqs_enter(false);
733 }
734
735 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
736 /**
737  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
738  *
739  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
740  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
741  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
742  * when the CPU runs in userspace.
743  *
744  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
745  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
746  */
747 void rcu_user_enter(void)
748 {
749         lockdep_assert_irqs_disabled();
750         rcu_eqs_enter(true);
751 }
752 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
753
754 /**
755  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
756  *
757  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
758  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
759  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
760  * being RCU-idle.
761  *
762  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
763  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
764  */
765 void rcu_nmi_exit(void)
766 {
767         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
768
769         /*
770          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
771          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
772          * to us!)
773          */
774         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
775         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
776
777         /*
778          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
779          * leave it in non-RCU-idle state.
780          */
781         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
782                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
783                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
784                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
785                 return;
786         }
787
788         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
789         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
790         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
791         rcu_dynticks_eqs_enter();
792 }
793
794 /**
795  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
796  *
797  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
798  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
799  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
800  *
801  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
802  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
803  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
804  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
805  *
806  * Use things like work queues to work around this limitation.
807  *
808  * You have been warned.
809  *
810  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
811  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
812  */
813 void rcu_irq_exit(void)
814 {
815         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
816
817         lockdep_assert_irqs_disabled();
818         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
819                 rcu_prepare_for_idle();
820         rcu_nmi_exit();
821         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
822                 rcu_dynticks_task_enter();
823 }
824
825 /*
826  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
827  *
828  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
829  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
830  */
831 void rcu_irq_exit_irqson(void)
832 {
833         unsigned long flags;
834
835         local_irq_save(flags);
836         rcu_irq_exit();
837         local_irq_restore(flags);
838 }
839
840 /*
841  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
842  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
843  *
844  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
845  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
846  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
847  */
848 static void rcu_eqs_exit(bool user)
849 {
850         struct rcu_dynticks *rdtp;
851         long oldval;
852
853         lockdep_assert_irqs_disabled();
854         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
855         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
856         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
857         if (oldval) {
858                 rdtp->dynticks_nesting++;
859                 return;
860         }
861         rcu_dynticks_task_exit();
862         rcu_dynticks_eqs_exit();
863         rcu_cleanup_after_idle();
864         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
865         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
866         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
867         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
868 }
869
870 /**
871  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
872  *
873  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
874  * read-side critical sections can occur.
875  *
876  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
877  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
878  */
879 void rcu_idle_exit(void)
880 {
881         unsigned long flags;
882
883         local_irq_save(flags);
884         rcu_eqs_exit(false);
885         local_irq_restore(flags);
886 }
887
888 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
889 /**
890  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
891  *
892  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
893  * run a RCU read side critical section anytime.
894  *
895  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
896  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
897  */
898 void rcu_user_exit(void)
899 {
900         rcu_eqs_exit(1);
901 }
902 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
903
904 /**
905  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
906  *
907  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
908  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
909  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
910  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
911  * run out of stack space first.)
912  *
913  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
914  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
915  */
916 void rcu_nmi_enter(void)
917 {
918         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
919         long incby = 2;
920
921         /* Complain about underflow. */
922         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
923
924         /*
925          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
926          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
927          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
928          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
929          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
930          * period (observation due to Andy Lutomirski).
931          */
932         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
933                 rcu_dynticks_eqs_exit();
934                 incby = 1;
935         }
936         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
937                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
938                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
939         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
940                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
941         barrier();
942 }
943
944 /**
945  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
946  *
947  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
948  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
949  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
950  *
951  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
952  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
953  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
954  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
955  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
956  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
957  * But very infrequently and irreproducibly.
958  *
959  * Use things like work queues to work around this limitation.
960  *
961  * You have been warned.
962  *
963  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
964  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
965  */
966 void rcu_irq_enter(void)
967 {
968         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
969
970         lockdep_assert_irqs_disabled();
971         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
972                 rcu_dynticks_task_exit();
973         rcu_nmi_enter();
974         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
975                 rcu_cleanup_after_idle();
976 }
977
978 /*
979  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
980  *
981  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
982  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
983  */
984 void rcu_irq_enter_irqson(void)
985 {
986         unsigned long flags;
987
988         local_irq_save(flags);
989         rcu_irq_enter();
990         local_irq_restore(flags);
991 }
992
993 /**
994  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
995  *
996  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
997  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
998  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
999  * or NMI handler, return true.
1000  */
1001 bool notrace rcu_is_watching(void)
1002 {
1003         bool ret;
1004
1005         preempt_disable_notrace();
1006         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1007         preempt_enable_notrace();
1008         return ret;
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1011
1012 /*
1013  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1014  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1015  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1016  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1017  * time around this task will generate another request.
1018  */
1019 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1020 {
1021         int cpu;
1022
1023         barrier();
1024         cpu = task_cpu(t);
1025         if (!task_curr(t))
1026                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1027         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1028 }
1029
1030 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1031
1032 /*
1033  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1034  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1035  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1036  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1037  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1038  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1039  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1040  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1041  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1042  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1043  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1044  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1045  * of the CPU.
1046  *
1047  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1048  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1049  *
1050  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1051  * errors from NMI handlers anyway.
1052  */
1053 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1054 {
1055         struct rcu_data *rdp;
1056         struct rcu_node *rnp;
1057         bool ret;
1058
1059         if (in_nmi())
1060                 return true;
1061         preempt_disable();
1062         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1063         rnp = rdp->mynode;
1064         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1065               !rcu_scheduler_fully_active;
1066         preempt_enable();
1067         return ret;
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1070
1071 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1072
1073 /**
1074  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1075  *
1076  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1077  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1078  * disabled preemption.
1079  */
1080 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1081 {
1082         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1083                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1088  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1089  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1090  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1091  * code whatsoever.
1092  */
1093 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1094 {
1095         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1096         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1097                          rnp->gp_seq))
1098                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1099         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1100                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1105  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1106  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1107  */
1108 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1109 {
1110         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1111         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1112                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1113                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1114                 return 1;
1115         }
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1121  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1122  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1123  * there is unexpected state on entry.
1124  */
1125 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1126 {
1127         struct rcu_data *rdp;
1128         struct rcu_node *rnp;
1129
1130         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1131         rnp = rdp->mynode;
1132         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1133         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1134                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1135                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1136         }
1137         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1142  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1143  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1144  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1145  */
1146 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1147 {
1148         unsigned long jtsq;
1149         bool *rnhqp;
1150         bool *ruqp;
1151         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1152
1153         /*
1154          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1155          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1156          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1157          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1158          * read-side critical section that started before the beginning
1159          * of the current RCU grace period.
1160          */
1161         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1162                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1163                 rdp->dynticks_fqs++;
1164                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1165                 return 1;
1166         }
1167
1168         /*
1169          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1170          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1171          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1172          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1173          */
1174         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1175         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1176         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1177             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1178             rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) == rnp->gp_seq && !rdp->gpwrap) {
1179                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1180                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1181                 return 1;
1182         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1183                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1184                 smp_store_release(ruqp, true);
1185         }
1186
1187         /* Check for the CPU being offline. */
1188         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1189                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1190                 rdp->offline_fqs++;
1191                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1192                 return 1;
1193         }
1194
1195         /*
1196          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1197          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1198          * even context-switching back and forth between a pair of
1199          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1200          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1201          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1202          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1203          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1204          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1205          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1206          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1207          * there are at most four threads involved, and because the
1208          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1209          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1210          * quite low.
1211          */
1212         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1213         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1214             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1215              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1216                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1217                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1218                 smp_store_release(ruqp, true);
1219                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1220         }
1221
1222         /*
1223          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1224          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1225          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1226          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1227          */
1228         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1229                 resched_cpu(rdp->cpu);
1230                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1231                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1232                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1233                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1234                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1235                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1236                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1237                 }
1238         }
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1244 {
1245         unsigned long j = jiffies;
1246         unsigned long j1;
1247
1248         rsp->gp_start = j;
1249         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1250         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1251         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1252         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1253         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1258  */
1259 static const char *gp_state_getname(short gs)
1260 {
1261         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1262                 return "???";
1263         return gp_state_names[gs];
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1268  */
1269 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1270 {
1271         unsigned long gpa;
1272         unsigned long j;
1273
1274         j = jiffies;
1275         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1276         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1277                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1278                        rsp->name, j - gpa,
1279                        (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq),
1280                        rsp->gp_flags,
1281                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1282                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1283                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1284                 if (rsp->gp_kthread) {
1285                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1286                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1287                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1288                 }
1289         }
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1294  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1295  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1296  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1297  */
1298 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1299 {
1300         int cpu;
1301         unsigned long flags;
1302         struct rcu_node *rnp;
1303
1304         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1305                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1306                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1307                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1308                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1309                                         dump_cpu_task(cpu);
1310                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1311         }
1312 }
1313
1314 /*
1315  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1316  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1317  */
1318 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1319 {
1320         unsigned long j;
1321
1322         if (!rcu_kick_kthreads)
1323                 return;
1324         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1325         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1326             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1327                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1328                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1329                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1330                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1331         }
1332 }
1333
1334 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1335 {
1336         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1337                 panic("RCU Stall\n");
1338 }
1339
1340 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gp_seq)
1341 {
1342         int cpu;
1343         unsigned long flags;
1344         unsigned long gpa;
1345         unsigned long j;
1346         int ndetected = 0;
1347         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1348         long totqlen = 0;
1349
1350         /* Kick and suppress, if so configured. */
1351         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1352         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1353                 return;
1354
1355         /*
1356          * OK, time to rat on our buddy...
1357          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1358          * RCU CPU stall warnings.
1359          */
1360         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1361                rsp->name);
1362         print_cpu_stall_info_begin();
1363         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1364                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1365                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1366                 if (rnp->qsmask != 0) {
1367                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1368                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1369                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1370                                         ndetected++;
1371                                 }
1372                 }
1373                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1374         }
1375
1376         print_cpu_stall_info_end();
1377         for_each_possible_cpu(cpu)
1378                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1379                                                             cpu)->cblist);
1380         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, q=%lu)\n",
1381                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1382                (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1383         if (ndetected) {
1384                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1385
1386                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1387                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1388         } else {
1389                 if (rcu_seq_current(&rsp->gp_seq) != gp_seq) {
1390                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1391                 } else {
1392                         j = jiffies;
1393                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1394                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1395                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1396                                jiffies_till_next_fqs,
1397                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1398                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1399                         sched_show_task(current);
1400                 }
1401         }
1402         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1403         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1404                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1405                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1406
1407         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1408
1409         panic_on_rcu_stall();
1410
1411         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1412 }
1413
1414 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1415 {
1416         int cpu;
1417         unsigned long flags;
1418         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1419         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1420         long totqlen = 0;
1421
1422         /* Kick and suppress, if so configured. */
1423         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1424         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1425                 return;
1426
1427         /*
1428          * OK, time to rat on ourselves...
1429          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1430          * RCU CPU stall warnings.
1431          */
1432         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1433         print_cpu_stall_info_begin();
1434         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1435         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1436         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1437         print_cpu_stall_info_end();
1438         for_each_possible_cpu(cpu)
1439                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1440                                                             cpu)->cblist);
1441         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld q=%lu)\n",
1442                 jiffies - rsp->gp_start,
1443                 (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1444
1445         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1446
1447         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1448
1449         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1450         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1451         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1452                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1453                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1454         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1455
1456         panic_on_rcu_stall();
1457
1458         /*
1459          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1460          *
1461          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1462          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1463          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1464          */
1465         resched_cpu(smp_processor_id());
1466 }
1467
1468 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1469 {
1470         unsigned long gs1;
1471         unsigned long gs2;
1472         unsigned long gps;
1473         unsigned long j;
1474         unsigned long jn;
1475         unsigned long js;
1476         struct rcu_node *rnp;
1477
1478         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1479             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1480                 return;
1481         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1482         j = jiffies;
1483
1484         /*
1485          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1486          *
1487          * The idea is to pick up rsp->gp_seq, then rsp->jiffies_stall,
1488          * then rsp->gp_start, and finally another copy of rsp->gp_seq.
1489          * These values are updated in the opposite order with memory
1490          * barriers (or equivalent) during grace-period initialization
1491          * and cleanup.  Now, a false positive can occur if we get an new
1492          * value of rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.
1493          * But given the memory barriers, the only way that this can happen
1494          * is if one grace period ends and another starts between these
1495          * two fetches.  This is detected by comparing the second fetch
1496          * of rsp->gp_seq with the previous fetch from rsp->gp_seq.
1497          *
1498          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1499          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1500          */
1501         gs1 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1502         smp_rmb(); /* Pick up ->gp_seq first... */
1503         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1504         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1505         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1506         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->gp_seq again. */
1507         gs2 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1508         if (gs1 != gs2 ||
1509             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1510             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1511                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1512         rnp = rdp->mynode;
1513         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1514         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1515             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1516             cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1517
1518                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1519                 print_cpu_stall(rsp);
1520
1521         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1522                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1523                    cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1524
1525                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1526                 print_other_cpu_stall(rsp, gs2);
1527         }
1528 }
1529
1530 /**
1531  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1532  *
1533  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1534  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1535  * RCU grace periods.
1536  *
1537  * The caller must disable hard irqs.
1538  */
1539 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1540 {
1541         struct rcu_state *rsp;
1542
1543         for_each_rcu_flavor(rsp)
1544                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1545 }
1546
1547 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1548 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1549                               unsigned long c, const char *s)
1550 {
1551         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gp_seq, c,
1552                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1557  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1558  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1559  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1560  *
1561  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1562  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1563  */
1564 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1565                               unsigned long c)
1566 {
1567         bool ret = false;
1568         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1569         struct rcu_node *rnp_root;
1570
1571         /*
1572          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1573          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1574          * has already been recorded -- or has already started.  If there
1575          * is already a grace period in progress in a non-leaf node, no
1576          * recording is needed because the end of the grace period will
1577          * scan the leaf rcu_node structures.  Note that rnp->lock must
1578          * not be released.
1579          */
1580         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1581         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1582         for (rnp_root = rnp; 1; rnp_root = rnp_root->parent) {
1583                 if (rnp_root != rnp)
1584                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1585                 if (ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq_needed, c) ||
1586                     rcu_seq_done(&rnp_root->gp_seq, c) ||
1587                     (rnp != rnp_root &&
1588                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp_root->gp_seq)))) {
1589                         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Prestarted"));
1590                         goto unlock_out;
1591                 }
1592                 rnp_root->gp_seq_needed = c;
1593                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1594                         /*
1595                          * We just marked the leaf, and a grace period
1596                          * is in progress, which means that rcu_gp_cleanup()
1597                          * will see the marking.  Bail to reduce contention.
1598                          */
1599                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1600                         goto unlock_out;
1601                 }
1602                 if (rnp_root != rnp && rnp_root->parent != NULL)
1603                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1604                 if (!rnp_root->parent)
1605                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1606         }
1607
1608         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1609         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1610                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1611                 goto unlock_out;
1612         }
1613         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1614         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1615         rsp->gp_req_activity = jiffies;
1616         if (!rsp->gp_kthread) {
1617                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("NoGPkthread"));
1618                 goto unlock_out;
1619         }
1620         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq), TPS("newreq"));
1621         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1622 unlock_out:
1623         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1624         if (ULONG_CMP_LT(c, rnp_root->gp_seq_needed)) {
1625                 rnp->gp_seq_needed = rnp_root->gp_seq_needed;
1626                 rdp->gp_seq_needed = rnp_root->gp_seq_needed;
1627         }
1628         if (rnp != rnp_root)
1629                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1630         return ret;
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1635  * whether any additional grace periods have been requested.
1636  */
1637 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1638 {
1639         unsigned long c = rnp->gp_seq;
1640         bool needmore;
1641         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1642
1643         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1644         if (!needmore)
1645                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1646         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c,
1647                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1648         return needmore;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1653  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1654  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1655  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1656  * a kthread that has not yet been created.
1657  */
1658 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1659 {
1660         if (current == rsp->gp_kthread ||
1661             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1662             !rsp->gp_kthread)
1663                 return;
1664         swake_up(&rsp->gp_wq);
1665 }
1666
1667 /*
1668  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1669  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1670  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1671  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1672  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1673  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1674  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1675  * the RCU grace-period kthread.
1676  *
1677  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1678  */
1679 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1680                                struct rcu_data *rdp)
1681 {
1682         unsigned long c;
1683         bool ret = false;
1684
1685         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1686
1687         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1688         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1689                 return false;
1690
1691         /*
1692          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1693          * information.  Something about the fact that getting exact
1694          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1695          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1696          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1697          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1698          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1699          * number.
1700          */
1701         c = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1702         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c))
1703                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, c);
1704
1705         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1706         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1707                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1708         else
1709                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1715  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1716  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1717  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1718  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1719  */
1720 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_state *rsp,
1721                                         struct rcu_node *rnp,
1722                                         struct rcu_data *rdp)
1723 {
1724         unsigned long c;
1725         bool needwake;
1726
1727         lockdep_assert_irqs_disabled();
1728         c = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1729         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1730                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1731                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1732                 return;
1733         }
1734         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1735         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1736         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1737         if (needwake)
1738                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1743  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1744  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1745  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1746  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1747  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1748  *
1749  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1750  */
1751 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1752                             struct rcu_data *rdp)
1753 {
1754         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1755
1756         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1757         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1758                 return false;
1759
1760         /*
1761          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1762          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1763          */
1764         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1765
1766         /* Classify any remaining callbacks. */
1767         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1772  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1773  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1774  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1775  */
1776 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1777                               struct rcu_data *rdp)
1778 {
1779         bool ret;
1780         bool need_gp;
1781
1782         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1783
1784         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1785                 return false; /* Nothing to do. */
1786
1787         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1788         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1789             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1790                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1791                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1792         } else {
1793                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1794         }
1795
1796         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1797         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1798             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1799                 /*
1800                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1801                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1802                  * go looking for one.
1803                  */
1804                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1805                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1806                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1807                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1808                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1809                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1810                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1811                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1812         }
1813         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1814         return ret;
1815 }
1816
1817 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1818 {
1819         unsigned long flags;
1820         bool needwake;
1821         struct rcu_node *rnp;
1822
1823         local_irq_save(flags);
1824         rnp = rdp->mynode;
1825         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1826              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1827             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1828                 local_irq_restore(flags);
1829                 return;
1830         }
1831         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1832         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1833         if (needwake)
1834                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1835 }
1836
1837 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1838 {
1839         if (delay > 0 &&
1840             !(rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq) %
1841               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1842                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1847  */
1848 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1849 {
1850         unsigned long oldmask;
1851         struct rcu_data *rdp;
1852         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1853
1854         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1855         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1856         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1857                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1858                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1859                 return false;
1860         }
1861         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1862
1863         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1864                 /*
1865                  * Grace period already in progress, don't start another.
1866                  * Not supposed to be able to happen.
1867                  */
1868                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1869                 return false;
1870         }
1871
1872         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1873         record_gp_stall_check_time(rsp);
1874         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1875         rcu_seq_start(&rsp->gp_seq);
1876         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("start"));
1877         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1878
1879         /*
1880          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1881          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1882          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1883          * will handle subsequent offline CPUs.
1884          */
1885         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1886                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1887                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1888                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1889                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1890                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1891                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1892                         continue;
1893                 }
1894
1895                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1896                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1897                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1898
1899                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1900                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1901                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1902                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1903                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1904                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1905                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1906                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1907                 }
1908
1909                 /*
1910                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1911                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1912                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1913                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1914                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1915                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1916                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1917                  */
1918                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1919                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1920                      rnp->qsmaskinit)) {
1921                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1922                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1923                 }
1924
1925                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1926         }
1927
1928         /*
1929          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1930          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1931          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1932          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1933          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1934          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1935          * leaf node has been initialized.
1936          *
1937          * The grace period cannot complete until the initialization
1938          * process finishes, because this kthread handles both.
1939          */
1940         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1941                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1942                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1943                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1944                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1945                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1946                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rsp->gp_seq);
1947                 if (rnp == rdp->mynode)
1948                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1949                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1950                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gp_seq,
1951                                             rnp->level, rnp->grplo,
1952                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1953                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1954                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1955                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1956         }
1957
1958         return true;
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
1963  * time.
1964  */
1965 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1966 {
1967         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1968
1969         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1970         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1971         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1972                 return true;
1973
1974         /* The current grace period has completed. */
1975         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1976                 return true;
1977
1978         return false;
1979 }
1980
1981 /*
1982  * Do one round of quiescent-state forcing.
1983  */
1984 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1985 {
1986         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1987
1988         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1989         rsp->n_force_qs++;
1990         if (first_time) {
1991                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1992                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1993         } else {
1994                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1995                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1996         }
1997         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1998         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1999                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2000                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2001                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2002                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2003         }
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Clean up after the old grace period.
2008  */
2009 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2010 {
2011         unsigned long gp_duration;
2012         bool needgp = false;
2013         unsigned long new_gp_seq;
2014         struct rcu_data *rdp;
2015         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2016         struct swait_queue_head *sq;
2017
2018         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2019         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2020         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2021         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2022                 rsp->gp_max = gp_duration;
2023
2024         /*
2025          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2026          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2027          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2028          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2029          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2030          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2031          */
2032         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2033
2034         /*
2035          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2036          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2037          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2038          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2039          * the current grace period to be completely recorded in all of
2040          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2041          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2042          */
2043         new_gp_seq = rsp->gp_seq;
2044         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2045         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2046                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2047                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2048                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2049                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2050                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2051                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2052                 if (rnp == rdp->mynode)
2053                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2054                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2055                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2056                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2057                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2058                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2059                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2060                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2061                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2062         }
2063         rnp = rcu_get_root(rsp);
2064         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before rsp->gp_seq update. */
2065
2066         /* Declare grace period done. */
2067         rcu_seq_end(&rsp->gp_seq);
2068         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("end"));
2069         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2070         /* Check for GP requests since above loop. */
2071         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2072         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2073                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2074                                   TPS("CleanupMore"));
2075                 needgp = true;
2076         }
2077         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2078         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2079                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2080                 rsp->gp_req_activity = jiffies;
2081                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2082                                        TPS("newreq"));
2083         } else {
2084                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2085         }
2086         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Body of kthread that handles grace periods.
2091  */
2092 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2093 {
2094         bool first_gp_fqs;
2095         int gf;
2096         unsigned long j;
2097         int ret;
2098         struct rcu_state *rsp = arg;
2099         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2100
2101         rcu_bind_gp_kthread();
2102         for (;;) {
2103
2104                 /* Handle grace-period start. */
2105                 for (;;) {
2106                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2107                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2108                                                TPS("reqwait"));
2109                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2110                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2111                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2112                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2113                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2114                         if (rcu_gp_init(rsp))
2115                                 break;
2116                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2117                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2118                         WARN_ON(signal_pending(current));
2119                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2120                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2121                                                TPS("reqwaitsig"));
2122                 }
2123
2124                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2125                 first_gp_fqs = true;
2126                 j = jiffies_till_first_fqs;
2127                 if (j > HZ) {
2128                         j = HZ;
2129                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2130                 }
2131                 ret = 0;
2132                 for (;;) {
2133                         if (!ret) {
2134                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2135                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2136                                            jiffies + 3 * j);
2137                         }
2138                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2139                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2140                                                TPS("fqswait"));
2141                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2142                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2143                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2144                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2145                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2146                         /* If grace period done, leave loop. */
2147                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2148                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2149                                 break;
2150                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2151                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2152                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2153                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2154                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2155                                                        TPS("fqsstart"));
2156                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2157                                 first_gp_fqs = false;
2158                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2159                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2160                                                        TPS("fqsend"));
2161                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2162                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2163                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2164                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2165                                 if (j > HZ) {
2166                                         j = HZ;
2167                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2168                                 } else if (j < 1) {
2169                                         j = 1;
2170                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2171                                 }
2172                         } else {
2173                                 /* Deal with stray signal. */
2174                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2175                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2176                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2177                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2178                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2179                                                        TPS("fqswaitsig"));
2180                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2181                                 j = jiffies;
2182                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2183                                         j = 1;
2184                                 else
2185                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2186                         }
2187                 }
2188
2189                 /* Handle grace-period end. */
2190                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2191                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2192                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2193         }
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2198  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2199  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2200  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2201  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2202  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2203  * which is released before return.
2204  */
2205 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2206         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2207 {
2208         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2209         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2210         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2211         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2212         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2217  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2218  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2219  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2220  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2221  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2222  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2223  * must be held upon entry, and it is released before return.
2224  */
2225 static void
2226 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2227                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2228         __releases(rnp->lock)
2229 {
2230         unsigned long oldmask = 0;
2231         struct rcu_node *rnp_c;
2232
2233         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2234
2235         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2236         for (;;) {
2237                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2238
2239                         /*
2240                          * Our bit has already been cleared, or the
2241                          * relevant grace period is already over, so done.
2242                          */
2243                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2244                         return;
2245                 }
2246                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2247                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2248                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2249                 rnp->qsmask &= ~mask;
2250                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gp_seq,
2251                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2252                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2253                                                  !!rnp->gp_tasks);
2254                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2255
2256                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2257                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2258                         return;
2259                 }
2260                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2261                 mask = rnp->grpmask;
2262                 if (rnp->parent == NULL) {
2263
2264                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2265
2266                         break;
2267                 }
2268                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2269                 rnp_c = rnp;
2270                 rnp = rnp->parent;
2271                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2272                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2273         }
2274
2275         /*
2276          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2277          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2278          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2279          */
2280         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2285  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2286  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2287  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2288  * disabled.
2289  */
2290 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2291                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2292         __releases(rnp->lock)
2293 {
2294         unsigned long gps;
2295         unsigned long mask;
2296         struct rcu_node *rnp_p;
2297
2298         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2299         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2300             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2301                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2302                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2303         }
2304
2305         rnp_p = rnp->parent;
2306         if (rnp_p == NULL) {
2307                 /*
2308                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2309                  * try to report up to its nonexistent parent!
2310                  */
2311                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2312                 return;
2313         }
2314
2315         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2316         gps = rnp->gp_seq;
2317         mask = rnp->grpmask;
2318         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2319         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2320         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2325  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2326  */
2327 static void
2328 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2329 {
2330         unsigned long flags;
2331         unsigned long mask;
2332         bool needwake;
2333         struct rcu_node *rnp;
2334
2335         rnp = rdp->mynode;
2336         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2337         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2338             rdp->gpwrap) {
2339
2340                 /*
2341                  * The grace period in which this quiescent state was
2342                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2343                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2344                  * within the current grace period.
2345                  */
2346                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2347                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2348                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2349                 return;
2350         }
2351         mask = rdp->grpmask;
2352         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2353                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2354         } else {
2355                 rdp->core_needs_qs = false;
2356
2357                 /*
2358                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2359                  * callbacks can be processed during the next GP.
2360                  */
2361                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2362
2363                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2364                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2365                 if (needwake)
2366                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2367         }
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2372  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2373  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2374  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2375  */
2376 static void
2377 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2378 {
2379         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2380         note_gp_changes(rsp, rdp);
2381
2382         /*
2383          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2384          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2385          */
2386         if (!rdp->core_needs_qs)
2387                 return;
2388
2389         /*
2390          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2391          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2392          */
2393         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2394                 return;
2395
2396         /*
2397          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2398          * judge of that).
2399          */
2400         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2405  */
2406 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2407 {
2408         RCU_TRACE(bool blkd;)
2409         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2410         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2411
2412         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2413                 return;
2414
2415         RCU_TRACE(blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);)
2416         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq,
2417                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2418 }
2419
2420 /*
2421  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2422  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2423  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2424  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2425  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2426  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2427  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2428  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2429  * updated
2430  *
2431  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2432  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2433  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2434  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2435  * invoke it again.
2436  */
2437 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2438 {
2439         long mask;
2440         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2441
2442         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2443         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2444             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2445                 return;
2446         for (;;) {
2447                 mask = rnp->grpmask;
2448                 rnp = rnp->parent;
2449                 if (!rnp)
2450                         break;
2451                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2452                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2453                 rnp->qsmask &= ~mask;
2454                 if (rnp->qsmaskinit) {
2455                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2456                         /* irqs remain disabled. */
2457                         return;
2458                 }
2459                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2460         }
2461 }
2462
2463 /*
2464  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2465  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2466  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2467  * explicit locking.
2468  */
2469 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2470 {
2471         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2472         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2473
2474         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2475                 return;
2476
2477         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2478         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2483  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2484  */
2485 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2486 {
2487         unsigned long flags;
2488         struct rcu_head *rhp;
2489         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2490         long bl, count;
2491
2492         /* If no callbacks are ready, just return. */
2493         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2494                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2495                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2496                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2497                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2498                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2499                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2500                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2501                 return;
2502         }
2503
2504         /*
2505          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2506          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2507          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2508          */
2509         local_irq_save(flags);
2510         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2511         bl = rdp->blimit;
2512         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2513                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2514         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2515         local_irq_restore(flags);
2516
2517         /* Invoke callbacks. */
2518         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2519         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2520                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2521                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2522                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2523                 /*
2524                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2525                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2526                  */
2527                 if (-rcl.len >= bl &&
2528                     (need_resched() ||
2529                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2530                         break;
2531         }
2532
2533         local_irq_save(flags);
2534         count = -rcl.len;
2535         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2536                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2537
2538         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2539         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2540         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2541         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2542
2543         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2544         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2545         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2546                 rdp->blimit = blimit;
2547
2548         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2549         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2550                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2551                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2552         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2553                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2554
2555         /*
2556          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2557          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2558          */
2559         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2560
2561         local_irq_restore(flags);
2562
2563         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2564         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2565                 invoke_rcu_core();
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2570  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2571  * Also schedule RCU core processing.
2572  *
2573  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2574  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2575  */
2576 void rcu_check_callbacks(int user)
2577 {
2578         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2579         increment_cpu_stall_ticks();
2580         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2581
2582                 /*
2583                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2584                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2585                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2586                  * a quiescent state, so note it.
2587                  *
2588                  * No memory barrier is required here because both
2589                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2590                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2591                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2592                  */
2593
2594                 rcu_sched_qs();
2595                 rcu_bh_qs();
2596
2597         } else if (!in_softirq()) {
2598
2599                 /*
2600                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2601                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2602                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2603                  * critical section, so note it.
2604                  */
2605
2606                 rcu_bh_qs();
2607         }
2608         rcu_preempt_check_callbacks();
2609         if (rcu_pending())
2610                 invoke_rcu_core();
2611         if (user)
2612                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2613         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2618  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2619  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2620  *
2621  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2622  */
2623 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2624 {
2625         int cpu;
2626         unsigned long flags;
2627         unsigned long mask;
2628         struct rcu_node *rnp;
2629
2630         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2631                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2632                 mask = 0;
2633                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2634                 if (rnp->qsmask == 0) {
2635                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2636                             rsp != rcu_state_p ||
2637                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2638                                 /*
2639                                  * No point in scanning bits because they
2640                                  * are all zero.  But we might need to
2641                                  * priority-boost blocked readers.
2642                                  */
2643                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2644                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2645                                 continue;
2646                         }
2647                         if (rnp->parent &&
2648                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2649                                 /*
2650                                  * Race between grace-period
2651                                  * initialization and task exiting RCU
2652                                  * read-side critical section: Report.
2653                                  */
2654                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2655                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2656                                 continue;
2657                         }
2658                 }
2659                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2660                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2661                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2662                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2663                                         mask |= bit;
2664                         }
2665                 }
2666                 if (mask != 0) {
2667                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2668                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2669                 } else {
2670                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2671                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2672                 }
2673         }
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2678  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2679  */
2680 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2681 {
2682         unsigned long flags;
2683         bool ret;
2684         struct rcu_node *rnp;
2685         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2686
2687         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2688         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2689         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2690                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2691                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2692                 if (rnp_old != NULL)
2693                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2694                 if (ret)
2695                         return;
2696                 rnp_old = rnp;
2697         }
2698         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2699
2700         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2701         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2702         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2703         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2704                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2705                 return;  /* Someone beat us to it. */
2706         }
2707         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2708         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2709         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2710 }
2711
2712 /*
2713  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2714  * RCU to come out of its idle mode.
2715  */
2716 static void
2717 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2718                          struct rcu_data *rdp)
2719 {
2720         unsigned long flags;
2721         unsigned long j;
2722         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2723         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2724
2725         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) || rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2726             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed))
2727                 return;
2728         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2729         if (time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2730             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2731             atomic_read(&warned))
2732                 return;
2733
2734         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2735         j = jiffies;
2736         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2737             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2738             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2739             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2740             atomic_read(&warned)) {
2741                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2742                 return;
2743         }
2744         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2745
2746         if (rnp_root != rnp)
2747                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2748         j = jiffies;
2749         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2750             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2751             time_before(j, rsp->gp_req_activity + HZ) ||
2752             time_before(j, rsp->gp_activity + HZ) ||
2753             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2754                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2755                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2756                 return;
2757         }
2758         pr_alert("%s: g%ld->%ld gar:%lu ga:%lu f%#x %s->state:%#lx\n",
2759                  __func__, (long)READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2760                  (long)READ_ONCE(rnp_root->gp_seq_needed),
2761                  j - rsp->gp_req_activity, j - rsp->gp_activity,
2762                  rsp->gp_flags, rsp->name,
2763                  rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2764         WARN_ON(1);
2765         if (rnp_root != rnp)
2766                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2767         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2768 }
2769
2770 /*
2771  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2772  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2773  * whom the rdp belongs.
2774  */
2775 static void
2776 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2777 {
2778         unsigned long flags;
2779         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2780         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2781
2782         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2783
2784         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2785         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2786
2787         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2788         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2789             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2790                 local_irq_save(flags);
2791                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2792                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rnp, rdp);
2793                 local_irq_restore(flags);
2794         }
2795
2796         rcu_check_gp_start_stall(rsp, rnp, rdp);
2797
2798         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2799         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2800                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2801
2802         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2803         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2804 }
2805
2806 /*
2807  * Do RCU core processing for the current CPU.
2808  */
2809 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2810 {
2811         struct rcu_state *rsp;
2812
2813         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2814                 return;
2815         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2816         for_each_rcu_flavor(rsp)
2817                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2818         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2823  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2824  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2825  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2826  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2827  */
2828 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2829 {
2830         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2831                 return;
2832         if (likely(!rsp->boost)) {
2833                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2834                 return;
2835         }
2836         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2837 }
2838
2839 static void invoke_rcu_core(void)
2840 {
2841         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2842                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2843 }
2844
2845 /*
2846  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2847  */
2848 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2849                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2850 {
2851         /*
2852          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2853          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2854          */
2855         if (!rcu_is_watching())
2856                 invoke_rcu_core();
2857
2858         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2859         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2860                 return;
2861
2862         /*
2863          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2864          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2865          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2866          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2867          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2868          */
2869         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2870                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2871
2872                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2873                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2874
2875                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2876                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2877                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rdp->mynode, rdp);
2878                 } else {
2879                         /* Give the grace period a kick. */
2880                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2881                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2882                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2883                                 force_quiescent_state(rsp);
2884                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2885                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2886                 }
2887         }
2888 }
2889
2890 /*
2891  * RCU callback function to leak a callback.
2892  */
2893 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2894 {
2895 }
2896
2897 /*
2898  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2899  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2900  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2901  * is expected to specify a CPU.
2902  */
2903 static void
2904 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2905            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2906 {
2907         unsigned long flags;
2908         struct rcu_data *rdp;
2909
2910         /* Misaligned rcu_head! */
2911         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2912
2913         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2914                 /*
2915                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2916                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2917                  * time callback was passed to __call_rcu().
2918                  */
2919                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2920                           head, head->func);
2921                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2922                 return;
2923         }
2924         head->func = func;
2925         head->next = NULL;
2926         local_irq_save(flags);
2927         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2928
2929         /* Add the callback to our list. */
2930         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2931                 int offline;
2932
2933                 if (cpu != -1)
2934                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2935                 if (likely(rdp->mynode)) {
2936                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2937                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2938                         WARN_ON_ONCE(offline);
2939                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2940                         local_irq_restore(flags);
2941                         return;
2942                 }
2943                 /*
2944                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2945                  * and then drop through to queue the callback.
2946                  */
2947                 BUG_ON(cpu != -1);
2948                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2949                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2950                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2951         }
2952         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2953         if (!lazy)
2954                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2955
2956         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2957                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2958                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2959                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2960         else
2961                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
2962                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2963                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2964
2965         /* Go handle any RCU core processing required. */
2966         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2967         local_irq_restore(flags);
2968 }
2969
2970 /**
2971  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
2972  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2973  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2974  *
2975  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2976  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2977  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
2978  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
2979  * or on voluntary preemption.
2980  * RCU read-side critical sections are delimited by:
2981  *
2982  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
2983  * - anything that disables preemption.
2984  *
2985  *  These may be nested.
2986  *
2987  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
2988  * memory ordering guarantees.
2989  */
2990 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2991 {
2992         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2993 }
2994 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2995
2996 /**
2997  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
2998  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2999  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3000  *
3001  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3002  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3003  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3004  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3005  * handler. This means that read-side critical sections in process
3006  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3007  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3008  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3009  *
3010  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3011  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3012  *
3013  * These may be nested.
3014  *
3015  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3016  * memory ordering guarantees.
3017  */
3018 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3019 {
3020         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3021 }
3022 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3023
3024 /*
3025  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3026  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3027  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3028  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3029  * function may only be called from __kfree_rcu().
3030  */
3031 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3032                     rcu_callback_t func)
3033 {
3034         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3035 }
3036 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3037
3038 /*
3039  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3040  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3041  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3042  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3043  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3044  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3045  * some overhead: RCU still operates correctly.
3046  */
3047 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3048 {
3049         int ret;
3050
3051         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3052         preempt_disable();
3053         ret = num_online_cpus() <= 1;
3054         preempt_enable();
3055         return ret;
3056 }
3057
3058 /**
3059  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3060  *
3061  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3062  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3063  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3064  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3065  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3066  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3067  * rcu_read_lock_sched().
3068  *
3069  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3070  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3071  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3072  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3073  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3074  *
3075  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3076  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3077  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3078  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3079  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3080  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3081  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3082  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3083  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3084  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3085  * that are executing in the kernel.
3086  *
3087  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3088  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3089  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3090  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3091  * again only if the system has more than one CPU).
3092  */
3093 void synchronize_sched(void)
3094 {
3095         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3096                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3097                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3098                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3099         if (rcu_blocking_is_gp())
3100                 return;
3101         if (rcu_gp_is_expedited())
3102                 synchronize_sched_expedited();
3103         else
3104                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3105 }
3106 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3107
3108 /**
3109  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3110  *
3111  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3112  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3113  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3114  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3115  * and may be nested.
3116  *
3117  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3118  * on memory ordering guarantees.
3119  */
3120 void synchronize_rcu_bh(void)
3121 {
3122         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3123                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3124                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3125                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3126         if (rcu_blocking_is_gp())
3127                 return;
3128         if (rcu_gp_is_expedited())
3129                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3130         else
3131                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3132 }
3133 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3134
3135 /**
3136  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3137  *
3138  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3139  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3140  * meantime.
3141  */
3142 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3143 {
3144         /*
3145          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3146          * before the load from ->gp_seq.
3147          */
3148         smp_mb();  /* ^^^ */
3149         return rcu_seq_snap(&rcu_state_p->gp_seq);
3150 }
3151 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3152
3153 /**
3154  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3155  *
3156  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3157  *
3158  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3159  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3160  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3161  *
3162  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3163  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3164  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3165  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3166  */
3167 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3168 {
3169         if (!rcu_seq_done(&rcu_state_p->gp_seq, oldstate))
3170                 synchronize_rcu();
3171         else
3172                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3175
3176 /**
3177  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3178  *
3179  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3180  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3181  * meantime.
3182  */
3183 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3184 {
3185         /*
3186          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3187          * before the load from ->gp_seq.
3188          */
3189         smp_mb();  /* ^^^ */
3190         return rcu_seq_snap(&rcu_sched_state.gp_seq);
3191 }
3192 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3193
3194 /**
3195  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3196  *
3197  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3198  *
3199  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3200  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3201  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3202  *
3203  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3204  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3205  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3206  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3207  */
3208 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3209 {
3210         if (!rcu_seq_done(&rcu_sched_state.gp_seq, oldstate))
3211                 synchronize_sched();
3212         else
3213                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3216
3217 /*
3218  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3219  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3220  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3221  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3222  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3223  */
3224 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3225 {
3226         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3227
3228         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3229         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3230
3231         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3232         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3233                 return 0;
3234
3235         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3236         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3237                 return 1;
3238
3239         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3240         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3241                 return 1;
3242
3243         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3244         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3245             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3246             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3247                 return 1;
3248
3249         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3250         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3251             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3252                 return 1;
3253
3254         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3255         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3256                 return 1;
3257
3258         /* nothing to do */
3259         return 0;
3260 }
3261
3262 /*
3263  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3264  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3265  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3266  */
3267 static int rcu_pending(void)
3268 {
3269         struct rcu_state *rsp;
3270
3271         for_each_rcu_flavor(rsp)
3272                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3273                         return 1;
3274         return 0;
3275 }
3276
3277 /*
3278  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3279  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3280  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3281  */
3282 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3283 {
3284         bool al = true;
3285         bool hc = false;
3286         struct rcu_data *rdp;
3287         struct rcu_state *rsp;
3288
3289         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3290                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3291                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3292                         continue;
3293                 hc = true;
3294                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3295                         al = false;
3296                         break;
3297                 }
3298         }
3299         if (all_lazy)
3300                 *all_lazy = al;
3301         return hc;
3302 }
3303
3304 /*
3305  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3306  * the compiler is expected to optimize this away.
3307  */
3308 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3309                                int cpu, unsigned long done)
3310 {
3311         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3312                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3313 }
3314
3315 /*
3316  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3317  * up the task executing _rcu_barrier().
3318  */
3319 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3320 {
3321         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3322         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3323
3324         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3325                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3326                                    rsp->barrier_sequence);
3327                 complete(&rsp->barrier_completion);
3328         } else {
3329                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3330         }
3331 }
3332
3333 /*
3334  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3335  */
3336 static void rcu_barrier_func(void *type)
3337 {
3338         struct rcu_state *rsp = type;
3339         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3340
3341         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3342         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3343         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3344         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3345                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3346         } else {
3347                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3348                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3349                                    rsp->barrier_sequence);
3350         }
3351 }
3352
3353 /*
3354  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3355  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3356  */
3357 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3358 {
3359         int cpu;
3360         struct rcu_data *rdp;
3361         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3362
3363         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3364
3365         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3366         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3367
3368         /* Did someone else do our work for us? */
3369         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3370                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3371                                    rsp->barrier_sequence);
3372                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3373                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3374                 return;
3375         }
3376
3377         /* Mark the start of the barrier operation. */
3378         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3379         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3380
3381         /*
3382          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3383          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3384          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3385          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3386          */
3387         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3388         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3389         get_online_cpus();
3390
3391         /*
3392          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3393          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3394          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3395          */
3396         for_each_possible_cpu(cpu) {
3397                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3398                         continue;
3399                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3400                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3401                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3402                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3403                                                    rsp->barrier_sequence);
3404                         } else {
3405                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3406                                                    rsp->barrier_sequence);
3407                                 smp_mb__before_atomic();
3408                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3409                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3410                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3411                         }
3412                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3413                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3414                                            rsp->barrier_sequence);
3415                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3416                 } else {
3417                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3418                                            rsp->barrier_sequence);
3419                 }
3420         }
3421         put_online_cpus();
3422
3423         /*
3424          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3425          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3426          */
3427         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3428                 complete(&rsp->barrier_completion);
3429
3430         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3431         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3432
3433         /* Mark the end of the barrier operation. */
3434         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3435         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3436
3437         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3438         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3439 }
3440
3441 /**
3442  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3443  */
3444 void rcu_barrier_bh(void)
3445 {
3446         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3449
3450 /**
3451  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3452  */
3453 void rcu_barrier_sched(void)
3454 {
3455         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3456 }
3457 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3458
3459 /*
3460  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3461  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3462  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3463  * disabled.
3464  */
3465 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3466 {
3467         long mask;
3468         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3469
3470         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
3471         for (;;) {
3472                 mask = rnp->grpmask;
3473                 rnp = rnp->parent;
3474                 if (rnp == NULL)
3475                         return;
3476                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3477                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3478                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3479         }
3480 }
3481
3482 /*
3483  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3484  */
3485 static void __init
3486 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3487 {
3488         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3489
3490         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3491         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3492         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3493         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3494         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3495         rdp->cpu = cpu;
3496         rdp->rsp = rsp;
3497         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3502  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3503  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3504  * CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3505  */
3506 static void
3507 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3508 {
3509         unsigned long flags;
3510         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3511         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3512
3513         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3514         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3515         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3516         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3517         rdp->blimit = blimit;
3518         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3519             !init_nocb_callback_list(rdp))
3520                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3521         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3522         rcu_dynticks_eqs_online();
3523         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3524
3525         /*
3526          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3527          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3528          * of the next grace period.
3529          */
3530         rnp = rdp->mynode;
3531         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3532         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3533         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3534         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3535         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3536         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3537         rdp->core_needs_qs = false;
3538         rdp->rcu_iw_pending = false;
3539         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3540         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3541         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3542 }
3543
3544 /*
3545  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3546  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3547  */
3548 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3549 {
3550         struct rcu_state *rsp;
3551
3552         for_each_rcu_flavor(rsp)
3553                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3554
3555         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3556         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3557
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 /*
3562  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3563  */
3564 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3565 {
3566         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3567
3568         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3569 }
3570
3571 /*
3572  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3573  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3574  */
3575 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3576 {
3577         unsigned long flags;
3578         struct rcu_data *rdp;
3579         struct rcu_node *rnp;
3580         struct rcu_state *rsp;
3581
3582         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3583                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3584                 rnp = rdp->mynode;
3585                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3586                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3587                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3588         }
3589         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3590                 srcu_online_cpu(cpu);
3591         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3592                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3593         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3594         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3595         return 0;
3596 }
3597
3598 /*
3599  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3600  * with pretty much all services enabled.
3601  */
3602 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3603 {
3604         unsigned long flags;
3605         struct rcu_data *rdp;
3606         struct rcu_node *rnp;
3607         struct rcu_state *rsp;
3608
3609         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3610                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3611                 rnp = rdp->mynode;
3612                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3613                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3614                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3615         }
3616
3617         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3618         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3619                 srcu_offline_cpu(cpu);
3620         return 0;
3621 }
3622
3623 /*
3624  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3625  */
3626 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3627 {
3628         struct rcu_state *rsp;
3629
3630         for_each_rcu_flavor(rsp)
3631                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3632         return 0;
3633 }
3634
3635 /*
3636  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3637  */
3638 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3639 {
3640         struct rcu_state *rsp;
3641
3642         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3643                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3644                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3645         }
3646         return 0;
3647 }
3648
3649 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3650
3651 /*
3652  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3653  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3654  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3655  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3656  * will result in lockdep splats.
3657  *
3658  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3659  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3660  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3661  */
3662 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3663 {
3664         unsigned long flags;
3665         unsigned long mask;
3666         int nbits;
3667         unsigned long oldmask;
3668         struct rcu_data *rdp;
3669         struct rcu_node *rnp;
3670         struct rcu_state *rsp;
3671
3672         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3673                 return;
3674
3675         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3676
3677         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3678                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3679                 rnp = rdp->mynode;
3680                 mask = rdp->grpmask;
3681                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3682                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3683                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3684                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3685                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3686                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3687                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3688                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3689                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3690         }
3691         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3692 }
3693
3694 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3695 /*
3696  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3697  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3698  * bit masks.
3699  */
3700 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3701 {
3702         unsigned long flags;
3703         unsigned long mask;
3704         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3705         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3706
3707         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3708         mask = rdp->grpmask;
3709         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3710         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3711         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3712 }
3713
3714 /*
3715  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3716  * the list of CPUs that RCU must track.
3717  *
3718  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3719  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3720  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3721  */
3722 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3723 {
3724         struct rcu_state *rsp;
3725
3726         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3727         preempt_disable();
3728         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3729                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3730         preempt_enable();
3731         for_each_rcu_flavor(rsp)
3732                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3733
3734         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3735 }
3736
3737 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3738 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3739 {
3740         unsigned long flags;
3741         struct rcu_data *my_rdp;
3742         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3743         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3744         bool needwake;
3745
3746         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3747                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3748
3749         local_irq_save(flags);
3750         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3751         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3752                 local_irq_restore(flags);
3753                 return;
3754         }
3755         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3756         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3757         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3758                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3759         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3760         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3761                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3762         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3763         if (needwake)
3764                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3765         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3766                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3767                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3768                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3769                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3770 }
3771
3772 /*
3773  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3774  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3775  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3776  */
3777 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3778 {
3779         struct rcu_state *rsp;
3780
3781         for_each_rcu_flavor(rsp)
3782                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3783 }
3784 #endif
3785
3786 /*
3787  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3788  * and hibernation run faster.
3789  */
3790 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3791                          unsigned long action, void *hcpu)
3792 {
3793         switch (action) {
3794         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3795         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3796                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3797                         rcu_expedite_gp();
3798                 break;
3799         case PM_POST_HIBERNATION:
3800         case PM_POST_SUSPEND:
3801                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3802                         rcu_unexpedite_gp();
3803                 break;
3804         default:
3805                 break;
3806         }
3807         return NOTIFY_OK;
3808 }
3809
3810 /*
3811  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3812  */
3813 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3814 {
3815         unsigned long flags;
3816         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3817         struct rcu_node *rnp;
3818         struct rcu_state *rsp;
3819         struct sched_param sp;
3820         struct task_struct *t;
3821
3822         /* Force priority into range. */
3823         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3824                 kthread_prio = 1;
3825         else if (kthread_prio < 0)
3826                 kthread_prio = 0;
3827         else if (kthread_prio > 99)
3828                 kthread_prio = 99;
3829         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3830                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3831                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3832
3833         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3834         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3835                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3836                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3837                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3838                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3839                 rsp->gp_kthread = t;
3840                 if (kthread_prio) {
3841                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3842                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3843                 }
3844                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3845                 wake_up_process(t);
3846         }
3847         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3848         rcu_spawn_boost_kthreads();
3849         return 0;
3850 }
3851 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3852
3853 /*
3854  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3855  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3856  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3857  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3858  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3859  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3860  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3861  * runtime RCU functionality.
3862  */
3863 void rcu_scheduler_starting(void)
3864 {
3865         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3866         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3867         rcu_test_sync_prims();
3868         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3869         rcu_test_sync_prims();
3870 }
3871
3872 /*
3873  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3874  */
3875 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3876 {
3877         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3878         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3879         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3880         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3881
3882         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3883         int cpustride = 1;
3884         int i;
3885         int j;
3886         struct rcu_node *rnp;
3887
3888         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3889
3890         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3891         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3892                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3893
3894         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3895
3896         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3897                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3898         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3899
3900         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3901
3902         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3903                 cpustride *= levelspread[i];
3904                 rnp = rsp->level[i];
3905                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3906                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3907                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3908                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3909                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3910                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3911                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3912                         rnp->gp_seq = rsp->gp_seq;
3913                         rnp->gp_seq_needed = rsp->gp_seq;
3914                         rnp->completedqs = rsp->gp_seq;
3915                         rnp->qsmask = 0;
3916                         rnp->qsmaskinit = 0;
3917                         rnp->grplo = j * cpustride;
3918                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3919                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3920                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3921                         if (i == 0) {
3922                                 rnp->grpnum = 0;
3923                                 rnp->grpmask = 0;
3924                                 rnp->parent = NULL;
3925                         } else {
3926                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3927                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3928                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3929                                               j / levelspread[i - 1];
3930                         }
3931                         rnp->level = i;
3932                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3933                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3934                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3935                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3936                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3937                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3938                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3939                 }
3940         }
3941
3942         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
3943         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
3944         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
3945         for_each_possible_cpu(i) {
3946                 while (i > rnp->grphi)
3947                         rnp++;
3948                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3949                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3950         }
3951         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3952 }
3953
3954 /*
3955  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3956  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3957  * the ->node array in the rcu_state structure.
3958  */
3959 static void __init rcu_init_geometry(void)
3960 {
3961         ulong d;
3962         int i;
3963         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3964
3965         /*
3966          * Initialize any unspecified boot parameters.
3967          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3968          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3969          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3970          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3971          */
3972         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3973         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3974                 jiffies_till_first_fqs = d;
3975         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3976                 jiffies_till_next_fqs = d;
3977
3978         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3979         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
3980             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3981                 return;
3982         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
3983                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3984
3985         /*
3986          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
3987          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
3988          * Complain and fall back to the compile-time values if this
3989          * limit is exceeded.
3990          */
3991         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
3992             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
3993                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3994                 WARN_ON(1);
3995                 return;
3996         }
3997
3998         /*
3999          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4000          * with the given number of levels.
4001          */
4002         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4003         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4004                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4005
4006         /*
4007          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4008          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4009          */
4010         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4011                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4012                 WARN_ON(1);
4013                 return;
4014         }
4015
4016         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4017         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4018         }
4019         rcu_num_lvls = i + 1;
4020
4021         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4022         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4023                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4024                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4025         }
4026
4027         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4028         rcu_num_nodes = 0;
4029         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4030                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4031 }
4032
4033 /*
4034  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4035  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4036  */
4037 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4038 {
4039         int level = 0;
4040         struct rcu_node *rnp;
4041
4042         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4043         pr_info(" ");
4044         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4045                 if (rnp->level != level) {
4046                         pr_cont("\n");
4047                         pr_info(" ");
4048                         level = rnp->level;
4049                 }
4050                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4051         }
4052         pr_cont("\n");
4053 }
4054
4055 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4056 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4057
4058 void __init rcu_init(void)
4059 {
4060         int cpu;
4061
4062         rcu_early_boot_tests();
4063
4064         rcu_bootup_announce();
4065         rcu_init_geometry();
4066         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4067         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4068         if (dump_tree)
4069                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4070         __rcu_init_preempt();
4071         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4072
4073         /*
4074          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4075          * this is called early in boot, before either interrupts
4076          * or the scheduler are operational.
4077          */
4078         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4079         for_each_online_cpu(cpu) {
4080                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4081                 rcu_cpu_starting(cpu);
4082                 rcutree_online_cpu(cpu);
4083         }
4084
4085         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4086         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4087         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4088         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4089         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4090 }
4091
4092 #include "tree_exp.h"
4093 #include "tree_plugin.h"