rcu: Prevent useless FQS scan after all CPUs have checked in
[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 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 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 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         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1250         /* Record ->gp_start before ->jiffies_stall. */
1251         smp_store_release(&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 gp_seq_req, const char *s)
1550 {
1551         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1552                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1557  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1558  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1559  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1560  *
1561  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1562  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1563  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1564  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1565  *
1566  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1567  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1568  *
1569  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1570  */
1571 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1572                               unsigned long gp_seq_req)
1573 {
1574         bool ret = false;
1575         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1576         struct rcu_node *rnp;
1577
1578         /*
1579          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1580          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1581          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1582          * fact already started.  If there is already a grace period in
1583          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1584          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1585          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1586          */
1587         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1588         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1589         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1590                 if (rnp != rnp_start)
1591                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1592                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1593                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1594                     (rnp != rnp_start &&
1595                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1596                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1597                                           TPS("Prestarted"));
1598                         goto unlock_out;
1599                 }
1600                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1601                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1602                         /*
1603                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1604                          * grace period is in progress, which means that
1605                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1606                          * reduce contention.
1607                          */
1608                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1609                                           TPS("Startedleaf"));
1610                         goto unlock_out;
1611                 }
1612                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1613                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1614                 if (!rnp->parent)
1615                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1616         }
1617
1618         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1619         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1620                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1621                 goto unlock_out;
1622         }
1623         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1624         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1625         rsp->gp_req_activity = jiffies;
1626         if (!rsp->gp_kthread) {
1627                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1628                 goto unlock_out;
1629         }
1630         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq), TPS("newreq"));
1631         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1632 unlock_out:
1633         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1634         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1635                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1636                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1637         }
1638         if (rnp != rnp_start)
1639                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1640         return ret;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1645  * whether any additional grace periods have been requested.
1646  */
1647 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1648 {
1649         bool needmore;
1650         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1651
1652         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1653         if (!needmore)
1654                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1655         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1656                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1657         return needmore;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1662  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1663  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1664  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1665  * a kthread that has not yet been created.
1666  */
1667 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1668 {
1669         if (current == rsp->gp_kthread ||
1670             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1671             !rsp->gp_kthread)
1672                 return;
1673         swake_up(&rsp->gp_wq);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1678  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1679  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1680  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1681  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1682  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1683  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1684  * the RCU grace-period kthread.
1685  *
1686  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1687  */
1688 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1689                                struct rcu_data *rdp)
1690 {
1691         unsigned long gp_seq_req;
1692         bool ret = false;
1693
1694         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1695
1696         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1697         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1698                 return false;
1699
1700         /*
1701          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1702          * information.  Something about the fact that getting exact
1703          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1704          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1705          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1706          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1707          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1708          * number.
1709          */
1710         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1711         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1712                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1713
1714         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1715         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1716                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1717         else
1718                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1719         return ret;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1724  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1725  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1726  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1727  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1728  */
1729 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_state *rsp,
1730                                         struct rcu_node *rnp,
1731                                         struct rcu_data *rdp)
1732 {
1733         unsigned long c;
1734         bool needwake;
1735
1736         lockdep_assert_irqs_disabled();
1737         c = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1738         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1739                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1740                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1741                 return;
1742         }
1743         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1744         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1745         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1746         if (needwake)
1747                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1752  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1753  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1754  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1755  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1756  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1757  *
1758  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1759  */
1760 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1761                             struct rcu_data *rdp)
1762 {
1763         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1764
1765         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1766         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1767                 return false;
1768
1769         /*
1770          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1771          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1772          */
1773         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1774
1775         /* Classify any remaining callbacks. */
1776         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1781  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1782  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1783  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1784  */
1785 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1786                               struct rcu_data *rdp)
1787 {
1788         bool ret;
1789         bool need_gp;
1790
1791         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1792
1793         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1794                 return false; /* Nothing to do. */
1795
1796         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1797         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1798             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1799                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1800                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1801         } else {
1802                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1803         }
1804
1805         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1806         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1807             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1808                 /*
1809                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1810                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1811                  * go looking for one.
1812                  */
1813                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1814                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1815                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1816                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1817                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1818                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1819         }
1820         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1821         if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, rdp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1822                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1823         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1824         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1829 {
1830         unsigned long flags;
1831         bool needwake;
1832         struct rcu_node *rnp;
1833
1834         local_irq_save(flags);
1835         rnp = rdp->mynode;
1836         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1837              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1838             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1839                 local_irq_restore(flags);
1840                 return;
1841         }
1842         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1843         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1844         if (needwake)
1845                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1846 }
1847
1848 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1849 {
1850         if (delay > 0 &&
1851             !(rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq) %
1852               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1853                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1858  */
1859 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1860 {
1861         unsigned long oldmask;
1862         struct rcu_data *rdp;
1863         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1864
1865         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1866         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1867         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1868                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1869                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1870                 return false;
1871         }
1872         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1873
1874         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1875                 /*
1876                  * Grace period already in progress, don't start another.
1877                  * Not supposed to be able to happen.
1878                  */
1879                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1880                 return false;
1881         }
1882
1883         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1884         record_gp_stall_check_time(rsp);
1885         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1886         rcu_seq_start(&rsp->gp_seq);
1887         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("start"));
1888         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1889
1890         /*
1891          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1892          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1893          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1894          * will handle subsequent offline CPUs.
1895          */
1896         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1897                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1898                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1899                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1900                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1901                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1902                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1903                         continue;
1904                 }
1905
1906                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1907                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1908                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1909
1910                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1911                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1912                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1913                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1914                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1915                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1916                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1917                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1918                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1919                         }
1920                 }
1921
1922                 /*
1923                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1924                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1925                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1926                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1927                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1928                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1929                  */
1930                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1931                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1932                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1933                         if (!rnp->qsmaskinit)
1934                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1935                 }
1936
1937                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1938         }
1939
1940         /*
1941          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1942          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1943          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1944          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1945          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1946          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1947          * leaf node has been initialized.
1948          *
1949          * The grace period cannot complete until the initialization
1950          * process finishes, because this kthread handles both.
1951          */
1952         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1953                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1954                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1955                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1956                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1957                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1958                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rsp->gp_seq);
1959                 if (rnp == rdp->mynode)
1960                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1961                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1962                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gp_seq,
1963                                             rnp->level, rnp->grplo,
1964                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1965                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1966                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1967                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1968         }
1969
1970         return true;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
1975  * time.
1976  */
1977 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1978 {
1979         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1980
1981         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1982         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1983         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1984                 return true;
1985
1986         /* The current grace period has completed. */
1987         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1988                 return true;
1989
1990         return false;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Do one round of quiescent-state forcing.
1995  */
1996 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1997 {
1998         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1999
2000         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2001         rsp->n_force_qs++;
2002         if (first_time) {
2003                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2004                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2005         } else {
2006                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2007                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2008         }
2009         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2010         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2011                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2012                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2013                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2014                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2015         }
2016 }
2017
2018 /*
2019  * Clean up after the old grace period.
2020  */
2021 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2022 {
2023         unsigned long gp_duration;
2024         bool needgp = false;
2025         unsigned long new_gp_seq;
2026         struct rcu_data *rdp;
2027         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2028         struct swait_queue_head *sq;
2029
2030         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2031         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2032         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2033         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2034                 rsp->gp_max = gp_duration;
2035
2036         /*
2037          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2038          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2039          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2040          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2041          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2042          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2043          */
2044         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2045
2046         /*
2047          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2048          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2049          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2050          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2051          * the current grace period to be completely recorded in all of
2052          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2053          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2054          */
2055         new_gp_seq = rsp->gp_seq;
2056         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2057         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2058                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2059                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2060                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2061                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2062                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2063                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2064                 if (rnp == rdp->mynode)
2065                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2066                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2067                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2068                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2069                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2070                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2071                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2072                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2073                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2074         }
2075         rnp = rcu_get_root(rsp);
2076         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before rsp->gp_seq update. */
2077
2078         /* Declare grace period done. */
2079         rcu_seq_end(&rsp->gp_seq);
2080         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("end"));
2081         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2082         /* Check for GP requests since above loop. */
2083         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2084         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2085                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2086                                   TPS("CleanupMore"));
2087                 needgp = true;
2088         }
2089         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2090         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2091                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2092                 rsp->gp_req_activity = jiffies;
2093                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2094                                        TPS("newreq"));
2095         } else {
2096                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2097         }
2098         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Body of kthread that handles grace periods.
2103  */
2104 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2105 {
2106         bool first_gp_fqs;
2107         int gf;
2108         unsigned long j;
2109         int ret;
2110         struct rcu_state *rsp = arg;
2111         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2112
2113         rcu_bind_gp_kthread();
2114         for (;;) {
2115
2116                 /* Handle grace-period start. */
2117                 for (;;) {
2118                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2119                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2120                                                TPS("reqwait"));
2121                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2122                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2123                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2124                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2125                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2126                         if (rcu_gp_init(rsp))
2127                                 break;
2128                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2129                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2130                         WARN_ON(signal_pending(current));
2131                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2132                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2133                                                TPS("reqwaitsig"));
2134                 }
2135
2136                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2137                 first_gp_fqs = true;
2138                 j = jiffies_till_first_fqs;
2139                 if (j > HZ) {
2140                         j = HZ;
2141                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2142                 }
2143                 ret = 0;
2144                 for (;;) {
2145                         if (!ret) {
2146                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2147                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2148                                            jiffies + 3 * j);
2149                         }
2150                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2151                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2152                                                TPS("fqswait"));
2153                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2154                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2155                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2156                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2157                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2158                         /* If grace period done, leave loop. */
2159                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2160                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2161                                 break;
2162                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2163                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2164                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2165                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2166                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2167                                                        TPS("fqsstart"));
2168                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2169                                 first_gp_fqs = false;
2170                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2171                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2172                                                        TPS("fqsend"));
2173                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2174                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2175                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2176                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2177                                 if (j > HZ) {
2178                                         j = HZ;
2179                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2180                                 } else if (j < 1) {
2181                                         j = 1;
2182                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2183                                 }
2184                         } else {
2185                                 /* Deal with stray signal. */
2186                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2187                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2188                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2189                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2190                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2191                                                        TPS("fqswaitsig"));
2192                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2193                                 j = jiffies;
2194                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2195                                         j = 1;
2196                                 else
2197                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2198                         }
2199                 }
2200
2201                 /* Handle grace-period end. */
2202                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2203                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2204                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2205         }
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2210  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2211  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2212  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2213  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2214  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2215  * which is released before return.
2216  */
2217 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2218         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2219 {
2220         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2221         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2222         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2223         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2224         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2225 }
2226
2227 /*
2228  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2229  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2230  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2231  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2232  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2233  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2234  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2235  * must be held upon entry, and it is released before return.
2236  */
2237 static void
2238 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2239                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2240         __releases(rnp->lock)
2241 {
2242         unsigned long oldmask = 0;
2243         struct rcu_node *rnp_c;
2244
2245         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2246
2247         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2248         for (;;) {
2249                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2250
2251                         /*
2252                          * Our bit has already been cleared, or the
2253                          * relevant grace period is already over, so done.
2254                          */
2255                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2256                         return;
2257                 }
2258                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2259                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2260                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2261                 rnp->qsmask &= ~mask;
2262                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gp_seq,
2263                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2264                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2265                                                  !!rnp->gp_tasks);
2266                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2267
2268                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2269                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2270                         return;
2271                 }
2272                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2273                 mask = rnp->grpmask;
2274                 if (rnp->parent == NULL) {
2275
2276                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2277
2278                         break;
2279                 }
2280                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2281                 rnp_c = rnp;
2282                 rnp = rnp->parent;
2283                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2284                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2285         }
2286
2287         /*
2288          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2289          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2290          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2291          */
2292         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2297  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2298  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2299  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2300  * disabled.
2301  */
2302 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2303                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2304         __releases(rnp->lock)
2305 {
2306         unsigned long gps;
2307         unsigned long mask;
2308         struct rcu_node *rnp_p;
2309
2310         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2311         if (WARN_ON_ONCE(rcu_state_p == &rcu_sched_state) ||
2312             WARN_ON_ONCE(rsp != rcu_state_p) ||
2313             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2314             rnp->qsmask != 0) {
2315                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2316                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2317         }
2318
2319         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2320         rnp_p = rnp->parent;
2321         if (rnp_p == NULL) {
2322                 /*
2323                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2324                  * try to report up to its nonexistent parent!
2325                  */
2326                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2327                 return;
2328         }
2329
2330         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2331         gps = rnp->gp_seq;
2332         mask = rnp->grpmask;
2333         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2334         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2335         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2340  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2341  */
2342 static void
2343 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2344 {
2345         unsigned long flags;
2346         unsigned long mask;
2347         bool needwake;
2348         struct rcu_node *rnp;
2349
2350         rnp = rdp->mynode;
2351         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2352         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2353             rdp->gpwrap) {
2354
2355                 /*
2356                  * The grace period in which this quiescent state was
2357                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2358                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2359                  * within the current grace period.
2360                  */
2361                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2362                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2363                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2364                 return;
2365         }
2366         mask = rdp->grpmask;
2367         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2368                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2369         } else {
2370                 rdp->core_needs_qs = false;
2371
2372                 /*
2373                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2374                  * callbacks can be processed during the next GP.
2375                  */
2376                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2377
2378                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2379                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2380                 if (needwake)
2381                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2382         }
2383 }
2384
2385 /*
2386  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2387  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2388  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2389  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2390  */
2391 static void
2392 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2393 {
2394         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2395         note_gp_changes(rsp, rdp);
2396
2397         /*
2398          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2399          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2400          */
2401         if (!rdp->core_needs_qs)
2402                 return;
2403
2404         /*
2405          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2406          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2407          */
2408         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2409                 return;
2410
2411         /*
2412          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2413          * judge of that).
2414          */
2415         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2420  */
2421 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2422 {
2423         RCU_TRACE(bool blkd;)
2424         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2425         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2426
2427         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2428                 return;
2429
2430         RCU_TRACE(blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);)
2431         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq,
2432                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2433 }
2434
2435 /*
2436  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2437  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2438  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2439  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2440  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2441  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2442  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2443  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2444  * updated.
2445  *
2446  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2447  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2448  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2449  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2450  * invoke it again.
2451  */
2452 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2453 {
2454         long mask;
2455         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2456
2457         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2458         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2459             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2460             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2461                 return;
2462         for (;;) {
2463                 mask = rnp->grpmask;
2464                 rnp = rnp->parent;
2465                 if (!rnp)
2466                         break;
2467                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2468                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2469                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2470                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2471                 if (rnp->qsmaskinit) {
2472                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2473                         /* irqs remain disabled. */
2474                         return;
2475                 }
2476                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2477         }
2478 }
2479
2480 /*
2481  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2482  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2483  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2484  * explicit locking.
2485  */
2486 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2487 {
2488         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2489         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2490
2491         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2492                 return;
2493
2494         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2495         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2500  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2501  */
2502 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2503 {
2504         unsigned long flags;
2505         struct rcu_head *rhp;
2506         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2507         long bl, count;
2508
2509         /* If no callbacks are ready, just return. */
2510         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2511                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2512                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2513                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2514                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2515                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2516                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2517                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2518                 return;
2519         }
2520
2521         /*
2522          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2523          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2524          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2525          */
2526         local_irq_save(flags);
2527         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2528         bl = rdp->blimit;
2529         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2530                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2531         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2532         local_irq_restore(flags);
2533
2534         /* Invoke callbacks. */
2535         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2536         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2537                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2538                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2539                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2540                 /*
2541                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2542                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2543                  */
2544                 if (-rcl.len >= bl &&
2545                     (need_resched() ||
2546                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2547                         break;
2548         }
2549
2550         local_irq_save(flags);
2551         count = -rcl.len;
2552         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2553                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2554
2555         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2556         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2557         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2558         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2559
2560         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2561         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2562         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2563                 rdp->blimit = blimit;
2564
2565         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2566         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2567                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2568                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2569         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2570                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2571
2572         /*
2573          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2574          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2575          */
2576         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2577
2578         local_irq_restore(flags);
2579
2580         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2581         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2582                 invoke_rcu_core();
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2587  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2588  * Also schedule RCU core processing.
2589  *
2590  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2591  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2592  */
2593 void rcu_check_callbacks(int user)
2594 {
2595         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2596         increment_cpu_stall_ticks();
2597         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2598
2599                 /*
2600                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2601                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2602                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2603                  * a quiescent state, so note it.
2604                  *
2605                  * No memory barrier is required here because both
2606                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2607                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2608                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2609                  */
2610
2611                 rcu_sched_qs();
2612                 rcu_bh_qs();
2613
2614         } else if (!in_softirq()) {
2615
2616                 /*
2617                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2618                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2619                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2620                  * critical section, so note it.
2621                  */
2622
2623                 rcu_bh_qs();
2624         }
2625         rcu_preempt_check_callbacks();
2626         if (rcu_pending())
2627                 invoke_rcu_core();
2628         if (user)
2629                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2630         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2635  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2636  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2637  *
2638  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2639  */
2640 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2641 {
2642         int cpu;
2643         unsigned long flags;
2644         unsigned long mask;
2645         struct rcu_node *rnp;
2646
2647         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2648                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2649                 mask = 0;
2650                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2651                 if (rnp->qsmask == 0) {
2652                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2653                             rsp != rcu_state_p ||
2654                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2655                                 /*
2656                                  * No point in scanning bits because they
2657                                  * are all zero.  But we might need to
2658                                  * priority-boost blocked readers.
2659                                  */
2660                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2661                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2662                                 continue;
2663                         }
2664                         if (rnp->parent &&
2665                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2666                                 /*
2667                                  * Race between grace-period
2668                                  * initialization and task exiting RCU
2669                                  * read-side critical section: Report.
2670                                  */
2671                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2672                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2673                                 continue;
2674                         }
2675                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2676                         continue;
2677                 }
2678                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2679                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2680                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2681                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2682                                         mask |= bit;
2683                         }
2684                 }
2685                 if (mask != 0) {
2686                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2687                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2688                 } else {
2689                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2690                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2691                 }
2692         }
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2697  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2698  */
2699 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2700 {
2701         unsigned long flags;
2702         bool ret;
2703         struct rcu_node *rnp;
2704         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2705
2706         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2707         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2708         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2709                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2710                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2711                 if (rnp_old != NULL)
2712                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2713                 if (ret)
2714                         return;
2715                 rnp_old = rnp;
2716         }
2717         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2718
2719         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2720         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2721         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2722         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2723                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2724                 return;  /* Someone beat us to it. */
2725         }
2726         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2727         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2728         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2733  * RCU to come out of its idle mode.
2734  */
2735 static void
2736 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2737                          struct rcu_data *rdp)
2738 {
2739         unsigned long flags;
2740         unsigned long j;
2741         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2742         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2743
2744         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) || rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2745             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed))
2746                 return;
2747         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2748         if (time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2749             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2750             atomic_read(&warned))
2751                 return;
2752
2753         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2754         j = jiffies;
2755         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2756             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2757             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2758             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2759             atomic_read(&warned)) {
2760                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2761                 return;
2762         }
2763         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2764
2765         if (rnp_root != rnp)
2766                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2767         j = jiffies;
2768         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2769             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2770             time_before(j, rsp->gp_req_activity + HZ) ||
2771             time_before(j, rsp->gp_activity + HZ) ||
2772             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2773                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2774                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2775                 return;
2776         }
2777         pr_alert("%s: g%ld->%ld gar:%lu ga:%lu f%#x %s->state:%#lx\n",
2778                  __func__, (long)READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2779                  (long)READ_ONCE(rnp_root->gp_seq_needed),
2780                  j - rsp->gp_req_activity, j - rsp->gp_activity,
2781                  rsp->gp_flags, rsp->name,
2782                  rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2783         WARN_ON(1);
2784         if (rnp_root != rnp)
2785                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2786         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2787 }
2788
2789 /*
2790  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2791  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2792  * whom the rdp belongs.
2793  */
2794 static void
2795 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2796 {
2797         unsigned long flags;
2798         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2799         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2800
2801         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2802
2803         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2804         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2805
2806         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2807         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2808             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2809                 local_irq_save(flags);
2810                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2811                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rnp, rdp);
2812                 local_irq_restore(flags);
2813         }
2814
2815         rcu_check_gp_start_stall(rsp, rnp, rdp);
2816
2817         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2818         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2819                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2820
2821         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2822         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Do RCU core processing for the current CPU.
2827  */
2828 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2829 {
2830         struct rcu_state *rsp;
2831
2832         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2833                 return;
2834         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2835         for_each_rcu_flavor(rsp)
2836                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2837         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2842  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2843  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2844  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2845  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2846  */
2847 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2848 {
2849         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2850                 return;
2851         if (likely(!rsp->boost)) {
2852                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2853                 return;
2854         }
2855         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2856 }
2857
2858 static void invoke_rcu_core(void)
2859 {
2860         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2861                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2866  */
2867 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2868                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2869 {
2870         /*
2871          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2872          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2873          */
2874         if (!rcu_is_watching())
2875                 invoke_rcu_core();
2876
2877         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2878         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2879                 return;
2880
2881         /*
2882          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2883          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2884          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2885          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2886          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2887          */
2888         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2889                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2890
2891                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2892                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2893
2894                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2895                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2896                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rdp->mynode, rdp);
2897                 } else {
2898                         /* Give the grace period a kick. */
2899                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2900                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2901                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2902                                 force_quiescent_state(rsp);
2903                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2904                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2905                 }
2906         }
2907 }
2908
2909 /*
2910  * RCU callback function to leak a callback.
2911  */
2912 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2913 {
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2918  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2919  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2920  * is expected to specify a CPU.
2921  */
2922 static void
2923 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2924            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2925 {
2926         unsigned long flags;
2927         struct rcu_data *rdp;
2928
2929         /* Misaligned rcu_head! */
2930         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2931
2932         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2933                 /*
2934                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2935                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2936                  * time callback was passed to __call_rcu().
2937                  */
2938                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2939                           head, head->func);
2940                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2941                 return;
2942         }
2943         head->func = func;
2944         head->next = NULL;
2945         local_irq_save(flags);
2946         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2947
2948         /* Add the callback to our list. */
2949         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2950                 int offline;
2951
2952                 if (cpu != -1)
2953                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2954                 if (likely(rdp->mynode)) {
2955                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2956                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2957                         WARN_ON_ONCE(offline);
2958                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2959                         local_irq_restore(flags);
2960                         return;
2961                 }
2962                 /*
2963                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2964                  * and then drop through to queue the callback.
2965                  */
2966                 BUG_ON(cpu != -1);
2967                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2968                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2969                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2970         }
2971         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2972         if (!lazy)
2973                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2974
2975         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2976                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2977                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2978                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2979         else
2980                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
2981                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2982                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2983
2984         /* Go handle any RCU core processing required. */
2985         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2986         local_irq_restore(flags);
2987 }
2988
2989 /**
2990  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
2991  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2992  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2993  *
2994  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2995  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2996  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
2997  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
2998  * or on voluntary preemption.
2999  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3000  *
3001  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3002  * - anything that disables preemption.
3003  *
3004  *  These may be nested.
3005  *
3006  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3007  * memory ordering guarantees.
3008  */
3009 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3010 {
3011         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3012 }
3013 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3014
3015 /**
3016  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3017  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3018  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3019  *
3020  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3021  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3022  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3023  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3024  * handler. This means that read-side critical sections in process
3025  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3026  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3027  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3028  *
3029  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3030  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3031  *
3032  * These may be nested.
3033  *
3034  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3035  * memory ordering guarantees.
3036  */
3037 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3038 {
3039         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3040 }
3041 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3042
3043 /*
3044  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3045  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3046  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3047  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3048  * function may only be called from __kfree_rcu().
3049  */
3050 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3051                     rcu_callback_t func)
3052 {
3053         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3054 }
3055 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3056
3057 /*
3058  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3059  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3060  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3061  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3062  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3063  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3064  * some overhead: RCU still operates correctly.
3065  */
3066 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3067 {
3068         int ret;
3069
3070         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3071         preempt_disable();
3072         ret = num_online_cpus() <= 1;
3073         preempt_enable();
3074         return ret;
3075 }
3076
3077 /**
3078  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3079  *
3080  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3081  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3082  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3083  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3084  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3085  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3086  * rcu_read_lock_sched().
3087  *
3088  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3089  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3090  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3091  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3092  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3093  *
3094  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3095  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3096  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3097  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3098  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3099  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3100  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3101  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3102  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3103  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3104  * that are executing in the kernel.
3105  *
3106  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3107  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3108  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3109  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3110  * again only if the system has more than one CPU).
3111  */
3112 void synchronize_sched(void)
3113 {
3114         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3115                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3116                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3117                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3118         if (rcu_blocking_is_gp())
3119                 return;
3120         if (rcu_gp_is_expedited())
3121                 synchronize_sched_expedited();
3122         else
3123                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3126
3127 /**
3128  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3129  *
3130  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3131  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3132  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3133  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3134  * and may be nested.
3135  *
3136  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3137  * on memory ordering guarantees.
3138  */
3139 void synchronize_rcu_bh(void)
3140 {
3141         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3142                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3143                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3144                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3145         if (rcu_blocking_is_gp())
3146                 return;
3147         if (rcu_gp_is_expedited())
3148                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3149         else
3150                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3151 }
3152 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3153
3154 /**
3155  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3156  *
3157  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3158  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3159  * meantime.
3160  */
3161 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3162 {
3163         /*
3164          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3165          * before the load from ->gp_seq.
3166          */
3167         smp_mb();  /* ^^^ */
3168         return rcu_seq_snap(&rcu_state_p->gp_seq);
3169 }
3170 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3171
3172 /**
3173  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3174  *
3175  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3176  *
3177  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3178  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3179  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3180  *
3181  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3182  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3183  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3184  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3185  */
3186 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3187 {
3188         if (!rcu_seq_done(&rcu_state_p->gp_seq, oldstate))
3189                 synchronize_rcu();
3190         else
3191                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3192 }
3193 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3194
3195 /**
3196  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3197  *
3198  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3199  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3200  * meantime.
3201  */
3202 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3203 {
3204         /*
3205          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3206          * before the load from ->gp_seq.
3207          */
3208         smp_mb();  /* ^^^ */
3209         return rcu_seq_snap(&rcu_sched_state.gp_seq);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3212
3213 /**
3214  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3215  *
3216  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3217  *
3218  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3219  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3220  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3221  *
3222  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3223  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3224  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3225  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3226  */
3227 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3228 {
3229         if (!rcu_seq_done(&rcu_sched_state.gp_seq, oldstate))
3230                 synchronize_sched();
3231         else
3232                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3233 }
3234 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3235
3236 /*
3237  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3238  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3239  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3240  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3241  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3242  */
3243 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3244 {
3245         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3246
3247         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3248         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3249
3250         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3251         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3252                 return 0;
3253
3254         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3255         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3256                 return 1;
3257
3258         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3259         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3260                 return 1;
3261
3262         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3263         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3264             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3265             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3266                 return 1;
3267
3268         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3269         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3270             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3271                 return 1;
3272
3273         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3274         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3275                 return 1;
3276
3277         /* nothing to do */
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 /*
3282  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3283  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3284  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3285  */
3286 static int rcu_pending(void)
3287 {
3288         struct rcu_state *rsp;
3289
3290         for_each_rcu_flavor(rsp)
3291                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3292                         return 1;
3293         return 0;
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3298  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3299  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3300  */
3301 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3302 {
3303         bool al = true;
3304         bool hc = false;
3305         struct rcu_data *rdp;
3306         struct rcu_state *rsp;
3307
3308         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3309                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3310                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3311                         continue;
3312                 hc = true;
3313                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3314                         al = false;
3315                         break;
3316                 }
3317         }
3318         if (all_lazy)
3319                 *all_lazy = al;
3320         return hc;
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3325  * the compiler is expected to optimize this away.
3326  */
3327 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3328                                int cpu, unsigned long done)
3329 {
3330         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3331                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3332 }
3333
3334 /*
3335  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3336  * up the task executing _rcu_barrier().
3337  */
3338 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3339 {
3340         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3341         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3342
3343         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3344                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3345                                    rsp->barrier_sequence);
3346                 complete(&rsp->barrier_completion);
3347         } else {
3348                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3349         }
3350 }
3351
3352 /*
3353  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3354  */
3355 static void rcu_barrier_func(void *type)
3356 {
3357         struct rcu_state *rsp = type;
3358         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3359
3360         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3361         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3362         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3363         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3364                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3365         } else {
3366                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3367                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3368                                    rsp->barrier_sequence);
3369         }
3370 }
3371
3372 /*
3373  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3374  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3375  */
3376 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3377 {
3378         int cpu;
3379         struct rcu_data *rdp;
3380         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3381
3382         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3383
3384         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3385         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3386
3387         /* Did someone else do our work for us? */
3388         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3389                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3390                                    rsp->barrier_sequence);
3391                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3392                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3393                 return;
3394         }
3395
3396         /* Mark the start of the barrier operation. */
3397         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3398         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3399
3400         /*
3401          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3402          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3403          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3404          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3405          */
3406         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3407         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3408         get_online_cpus();
3409
3410         /*
3411          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3412          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3413          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3414          */
3415         for_each_possible_cpu(cpu) {
3416                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3417                         continue;
3418                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3419                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3420                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3421                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3422                                                    rsp->barrier_sequence);
3423                         } else {
3424                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3425                                                    rsp->barrier_sequence);
3426                                 smp_mb__before_atomic();
3427                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3428                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3429                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3430                         }
3431                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3432                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3433                                            rsp->barrier_sequence);
3434                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3435                 } else {
3436                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3437                                            rsp->barrier_sequence);
3438                 }
3439         }
3440         put_online_cpus();
3441
3442         /*
3443          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3444          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3445          */
3446         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3447                 complete(&rsp->barrier_completion);
3448
3449         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3450         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3451
3452         /* Mark the end of the barrier operation. */
3453         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3454         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3455
3456         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3457         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3458 }
3459
3460 /**
3461  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3462  */
3463 void rcu_barrier_bh(void)
3464 {
3465         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3468
3469 /**
3470  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3471  */
3472 void rcu_barrier_sched(void)
3473 {
3474         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3475 }
3476 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3477
3478 /*
3479  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3480  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3481  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3482  * disabled.
3483  */
3484 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3485 {
3486         long mask;
3487         long oldmask;
3488         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3489
3490         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3491         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3492         for (;;) {
3493                 mask = rnp->grpmask;
3494                 rnp = rnp->parent;
3495                 if (rnp == NULL)
3496                         return;
3497                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3498                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3499                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3500                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3501                 if (oldmask)
3502                         return;
3503         }
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3508  */
3509 static void __init
3510 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3511 {
3512         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3513
3514         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3515         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3516         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3517         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3518         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3519         rdp->cpu = cpu;
3520         rdp->rsp = rsp;
3521         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3522 }
3523
3524 /*
3525  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3526  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3527  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3528  * CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3529  */
3530 static void
3531 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3532 {
3533         unsigned long flags;
3534         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3535         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3536
3537         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3538         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3539         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3540         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3541         rdp->blimit = blimit;
3542         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3543             !init_nocb_callback_list(rdp))
3544                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3545         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3546         rcu_dynticks_eqs_online();
3547         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3548
3549         /*
3550          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3551          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3552          * of the next grace period.
3553          */
3554         rnp = rdp->mynode;
3555         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3556         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3557         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3558         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3559         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3560         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3561         rdp->core_needs_qs = false;
3562         rdp->rcu_iw_pending = false;
3563         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3564         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3565         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3570  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3571  */
3572 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3573 {
3574         struct rcu_state *rsp;
3575
3576         for_each_rcu_flavor(rsp)
3577                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3578
3579         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3580         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3581
3582         return 0;
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3587  */
3588 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3589 {
3590         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3591
3592         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3593 }
3594
3595 /*
3596  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3597  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3598  */
3599 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3600 {
3601         unsigned long flags;
3602         struct rcu_data *rdp;
3603         struct rcu_node *rnp;
3604         struct rcu_state *rsp;
3605
3606         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3607                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3608                 rnp = rdp->mynode;
3609                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3610                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3611                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3612         }
3613         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3614                 srcu_online_cpu(cpu);
3615         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3616                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3617         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3618         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3619         return 0;
3620 }
3621
3622 /*
3623  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3624  * with pretty much all services enabled.
3625  */
3626 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3627 {
3628         unsigned long flags;
3629         struct rcu_data *rdp;
3630         struct rcu_node *rnp;
3631         struct rcu_state *rsp;
3632
3633         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3634                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3635                 rnp = rdp->mynode;
3636                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3637                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3638                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3639         }
3640
3641         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3642         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3643                 srcu_offline_cpu(cpu);
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 /*
3648  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3649  */
3650 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3651 {
3652         struct rcu_state *rsp;
3653
3654         for_each_rcu_flavor(rsp)
3655                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3656         return 0;
3657 }
3658
3659 /*
3660  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3661  */
3662 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3663 {
3664         struct rcu_state *rsp;
3665
3666         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3667                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3668                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3669         }
3670         return 0;
3671 }
3672
3673 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3674
3675 /*
3676  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3677  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3678  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3679  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3680  * will result in lockdep splats.
3681  *
3682  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3683  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3684  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3685  */
3686 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3687 {
3688         unsigned long flags;
3689         unsigned long mask;
3690         int nbits;
3691         unsigned long oldmask;
3692         struct rcu_data *rdp;
3693         struct rcu_node *rnp;
3694         struct rcu_state *rsp;
3695
3696         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3697                 return;
3698
3699         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3700
3701         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3702                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3703                 rnp = rdp->mynode;
3704                 mask = rdp->grpmask;
3705                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3706                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3707                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3708                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3709                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3710                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3711                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3712                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3713                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3714         }
3715         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3716 }
3717
3718 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3719 /*
3720  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3721  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext
3722  * bit masks.
3723  */
3724 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3725 {
3726         unsigned long flags;
3727         unsigned long mask;
3728         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3729         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3730
3731         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3732         mask = rdp->grpmask;
3733         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3734         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3735         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3736 }
3737
3738 /*
3739  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3740  * the list of CPUs that RCU must track.
3741  *
3742  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3743  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3744  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3745  */
3746 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3747 {
3748         struct rcu_state *rsp;
3749
3750         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3751         preempt_disable();
3752         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3753                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3754         preempt_enable();
3755         for_each_rcu_flavor(rsp)
3756                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3757
3758         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3759 }
3760
3761 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3762 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3763 {
3764         unsigned long flags;
3765         struct rcu_data *my_rdp;
3766         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3767         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3768         bool needwake;
3769
3770         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3771                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3772
3773         local_irq_save(flags);
3774         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3775         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3776                 local_irq_restore(flags);
3777                 return;
3778         }
3779         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3780         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3781         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3782                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3783         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3784         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3785                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3786         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3787         if (needwake)
3788                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3789         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3790                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3791                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3792                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3793                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3794 }
3795
3796 /*
3797  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3798  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3799  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3800  */
3801 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3802 {
3803         struct rcu_state *rsp;
3804
3805         for_each_rcu_flavor(rsp)
3806                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3807 }
3808 #endif
3809
3810 /*
3811  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3812  * and hibernation run faster.
3813  */
3814 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3815                          unsigned long action, void *hcpu)
3816 {
3817         switch (action) {
3818         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3819         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3820                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3821                         rcu_expedite_gp();
3822                 break;
3823         case PM_POST_HIBERNATION:
3824         case PM_POST_SUSPEND:
3825                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3826                         rcu_unexpedite_gp();
3827                 break;
3828         default:
3829                 break;
3830         }
3831         return NOTIFY_OK;
3832 }
3833
3834 /*
3835  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3836  */
3837 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3838 {
3839         unsigned long flags;
3840         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3841         struct rcu_node *rnp;
3842         struct rcu_state *rsp;
3843         struct sched_param sp;
3844         struct task_struct *t;
3845
3846         /* Force priority into range. */
3847         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3848                 kthread_prio = 1;
3849         else if (kthread_prio < 0)
3850                 kthread_prio = 0;
3851         else if (kthread_prio > 99)
3852                 kthread_prio = 99;
3853         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3854                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3855                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3856
3857         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3858         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3859                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3860                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3861                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3862                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3863                 rsp->gp_kthread = t;
3864                 if (kthread_prio) {
3865                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3866                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3867                 }
3868                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3869                 wake_up_process(t);
3870         }
3871         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3872         rcu_spawn_boost_kthreads();
3873         return 0;
3874 }
3875 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3876
3877 /*
3878  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3879  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3880  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3881  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3882  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3883  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3884  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3885  * runtime RCU functionality.
3886  */
3887 void rcu_scheduler_starting(void)
3888 {
3889         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3890         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3891         rcu_test_sync_prims();
3892         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3893         rcu_test_sync_prims();
3894 }
3895
3896 /*
3897  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3898  */
3899 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3900 {
3901         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3902         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3903         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3904         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3905
3906         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3907         int cpustride = 1;
3908         int i;
3909         int j;
3910         struct rcu_node *rnp;
3911
3912         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3913
3914         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3915         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3916                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3917
3918         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3919
3920         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3921                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3922         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3923
3924         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3925
3926         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3927                 cpustride *= levelspread[i];
3928                 rnp = rsp->level[i];
3929                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3930                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3931                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3932                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3933                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3934                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3935                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3936                         rnp->gp_seq = rsp->gp_seq;
3937                         rnp->gp_seq_needed = rsp->gp_seq;
3938                         rnp->completedqs = rsp->gp_seq;
3939                         rnp->qsmask = 0;
3940                         rnp->qsmaskinit = 0;
3941                         rnp->grplo = j * cpustride;
3942                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3943                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3944                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3945                         if (i == 0) {
3946                                 rnp->grpnum = 0;
3947                                 rnp->grpmask = 0;
3948                                 rnp->parent = NULL;
3949                         } else {
3950                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3951                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3952                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3953                                               j / levelspread[i - 1];
3954                         }
3955                         rnp->level = i;
3956                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3957                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3958                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3959                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3960                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3961                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3962                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3963                 }
3964         }
3965
3966         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
3967         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
3968         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
3969         for_each_possible_cpu(i) {
3970                 while (i > rnp->grphi)
3971                         rnp++;
3972                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3973                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3974         }
3975         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3976 }
3977
3978 /*
3979  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3980  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3981  * the ->node array in the rcu_state structure.
3982  */
3983 static void __init rcu_init_geometry(void)
3984 {
3985         ulong d;
3986         int i;
3987         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3988
3989         /*
3990          * Initialize any unspecified boot parameters.
3991          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3992          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3993          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3994          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3995          */
3996         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3997         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3998                 jiffies_till_first_fqs = d;
3999         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4000                 jiffies_till_next_fqs = d;
4001
4002         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4003         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4004             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4005                 return;
4006         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4007                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4008
4009         /*
4010          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4011          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4012          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4013          * limit is exceeded.
4014          */
4015         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4016             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4017                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4018                 WARN_ON(1);
4019                 return;
4020         }
4021
4022         /*
4023          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4024          * with the given number of levels.
4025          */
4026         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4027         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4028                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4029
4030         /*
4031          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4032          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4033          */
4034         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4035                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4036                 WARN_ON(1);
4037                 return;
4038         }
4039
4040         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4041         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4042         }
4043         rcu_num_lvls = i + 1;
4044
4045         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4046         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4047                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4048                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4049         }
4050
4051         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4052         rcu_num_nodes = 0;
4053         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4054                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4055 }
4056
4057 /*
4058  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4059  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4060  */
4061 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4062 {
4063         int level = 0;
4064         struct rcu_node *rnp;
4065
4066         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4067         pr_info(" ");
4068         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4069                 if (rnp->level != level) {
4070                         pr_cont("\n");
4071                         pr_info(" ");
4072                         level = rnp->level;
4073                 }
4074                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4075         }
4076         pr_cont("\n");
4077 }
4078
4079 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4080 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4081
4082 void __init rcu_init(void)
4083 {
4084         int cpu;
4085
4086         rcu_early_boot_tests();
4087
4088         rcu_bootup_announce();
4089         rcu_init_geometry();
4090         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4091         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4092         if (dump_tree)
4093                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4094         __rcu_init_preempt();
4095         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4096
4097         /*
4098          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4099          * this is called early in boot, before either interrupts
4100          * or the scheduler are operational.
4101          */
4102         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4103         for_each_online_cpu(cpu) {
4104                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4105                 rcu_cpu_starting(cpu);
4106                 rcutree_online_cpu(cpu);
4107         }
4108
4109         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4110         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4111         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4112         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4113         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4114 }
4115
4116 #include "tree_exp.h"
4117 #include "tree_plugin.h"