Merge tag 'hwlock-v5.13' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/andersson...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / srcutree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Sleepable Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion.
4  *
5  * Copyright (C) IBM Corporation, 2006
6  * Copyright (C) Fujitsu, 2012
7  *
8  * Authors: Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
9  *         Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
10  *
11  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
12  *              Documentation/RCU/ *.txt
13  *
14  */
15
16 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
17
18 #include <linux/export.h>
19 #include <linux/mutex.h>
20 #include <linux/percpu.h>
21 #include <linux/preempt.h>
22 #include <linux/rcupdate_wait.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/srcu.h>
28
29 #include "rcu.h"
30 #include "rcu_segcblist.h"
31
32 /* Holdoff in nanoseconds for auto-expediting. */
33 #define DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF (25 * 1000)
34 static ulong exp_holdoff = DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF;
35 module_param(exp_holdoff, ulong, 0444);
36
37 /* Overflow-check frequency.  N bits roughly says every 2**N grace periods. */
38 static ulong counter_wrap_check = (ULONG_MAX >> 2);
39 module_param(counter_wrap_check, ulong, 0444);
40
41 /* Early-boot callback-management, so early that no lock is required! */
42 static LIST_HEAD(srcu_boot_list);
43 static bool __read_mostly srcu_init_done;
44
45 static void srcu_invoke_callbacks(struct work_struct *work);
46 static void srcu_reschedule(struct srcu_struct *ssp, unsigned long delay);
47 static void process_srcu(struct work_struct *work);
48 static void srcu_delay_timer(struct timer_list *t);
49
50 /* Wrappers for lock acquisition and release, see raw_spin_lock_rcu_node(). */
51 #define spin_lock_rcu_node(p)                                   \
52 do {                                                                    \
53         spin_lock(&ACCESS_PRIVATE(p, lock));                    \
54         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
55 } while (0)
56
57 #define spin_unlock_rcu_node(p) spin_unlock(&ACCESS_PRIVATE(p, lock))
58
59 #define spin_lock_irq_rcu_node(p)                                       \
60 do {                                                                    \
61         spin_lock_irq(&ACCESS_PRIVATE(p, lock));                        \
62         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
63 } while (0)
64
65 #define spin_unlock_irq_rcu_node(p)                                     \
66         spin_unlock_irq(&ACCESS_PRIVATE(p, lock))
67
68 #define spin_lock_irqsave_rcu_node(p, flags)                    \
69 do {                                                                    \
70         spin_lock_irqsave(&ACCESS_PRIVATE(p, lock), flags);     \
71         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
72 } while (0)
73
74 #define spin_unlock_irqrestore_rcu_node(p, flags)                       \
75         spin_unlock_irqrestore(&ACCESS_PRIVATE(p, lock), flags) \
76
77 /*
78  * Initialize SRCU combining tree.  Note that statically allocated
79  * srcu_struct structures might already have srcu_read_lock() and
80  * srcu_read_unlock() running against them.  So if the is_static parameter
81  * is set, don't initialize ->srcu_lock_count[] and ->srcu_unlock_count[].
82  */
83 static void init_srcu_struct_nodes(struct srcu_struct *ssp, bool is_static)
84 {
85         int cpu;
86         int i;
87         int level = 0;
88         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];
89         struct srcu_data *sdp;
90         struct srcu_node *snp;
91         struct srcu_node *snp_first;
92
93         /* Work out the overall tree geometry. */
94         ssp->level[0] = &ssp->node[0];
95         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
96                 ssp->level[i] = ssp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
97         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
98
99         /* Each pass through this loop initializes one srcu_node structure. */
100         srcu_for_each_node_breadth_first(ssp, snp) {
101                 spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(snp, lock));
102                 WARN_ON_ONCE(ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs) !=
103                              ARRAY_SIZE(snp->srcu_data_have_cbs));
104                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs); i++) {
105                         snp->srcu_have_cbs[i] = 0;
106                         snp->srcu_data_have_cbs[i] = 0;
107                 }
108                 snp->srcu_gp_seq_needed_exp = 0;
109                 snp->grplo = -1;
110                 snp->grphi = -1;
111                 if (snp == &ssp->node[0]) {
112                         /* Root node, special case. */
113                         snp->srcu_parent = NULL;
114                         continue;
115                 }
116
117                 /* Non-root node. */
118                 if (snp == ssp->level[level + 1])
119                         level++;
120                 snp->srcu_parent = ssp->level[level - 1] +
121                                    (snp - ssp->level[level]) /
122                                    levelspread[level - 1];
123         }
124
125         /*
126          * Initialize the per-CPU srcu_data array, which feeds into the
127          * leaves of the srcu_node tree.
128          */
129         WARN_ON_ONCE(ARRAY_SIZE(sdp->srcu_lock_count) !=
130                      ARRAY_SIZE(sdp->srcu_unlock_count));
131         level = rcu_num_lvls - 1;
132         snp_first = ssp->level[level];
133         for_each_possible_cpu(cpu) {
134                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
135                 spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(sdp, lock));
136                 rcu_segcblist_init(&sdp->srcu_cblist);
137                 sdp->srcu_cblist_invoking = false;
138                 sdp->srcu_gp_seq_needed = ssp->srcu_gp_seq;
139                 sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = ssp->srcu_gp_seq;
140                 sdp->mynode = &snp_first[cpu / levelspread[level]];
141                 for (snp = sdp->mynode; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
142                         if (snp->grplo < 0)
143                                 snp->grplo = cpu;
144                         snp->grphi = cpu;
145                 }
146                 sdp->cpu = cpu;
147                 INIT_WORK(&sdp->work, srcu_invoke_callbacks);
148                 timer_setup(&sdp->delay_work, srcu_delay_timer, 0);
149                 sdp->ssp = ssp;
150                 sdp->grpmask = 1 << (cpu - sdp->mynode->grplo);
151                 if (is_static)
152                         continue;
153
154                 /* Dynamically allocated, better be no srcu_read_locks()! */
155                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sdp->srcu_lock_count); i++) {
156                         sdp->srcu_lock_count[i] = 0;
157                         sdp->srcu_unlock_count[i] = 0;
158                 }
159         }
160 }
161
162 /*
163  * Initialize non-compile-time initialized fields, including the
164  * associated srcu_node and srcu_data structures.  The is_static
165  * parameter is passed through to init_srcu_struct_nodes(), and
166  * also tells us that ->sda has already been wired up to srcu_data.
167  */
168 static int init_srcu_struct_fields(struct srcu_struct *ssp, bool is_static)
169 {
170         mutex_init(&ssp->srcu_cb_mutex);
171         mutex_init(&ssp->srcu_gp_mutex);
172         ssp->srcu_idx = 0;
173         ssp->srcu_gp_seq = 0;
174         ssp->srcu_barrier_seq = 0;
175         mutex_init(&ssp->srcu_barrier_mutex);
176         atomic_set(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt, 0);
177         INIT_DELAYED_WORK(&ssp->work, process_srcu);
178         if (!is_static)
179                 ssp->sda = alloc_percpu(struct srcu_data);
180         if (!ssp->sda)
181                 return -ENOMEM;
182         init_srcu_struct_nodes(ssp, is_static);
183         ssp->srcu_gp_seq_needed_exp = 0;
184         ssp->srcu_last_gp_end = ktime_get_mono_fast_ns();
185         smp_store_release(&ssp->srcu_gp_seq_needed, 0); /* Init done. */
186         return 0;
187 }
188
189 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
190
191 int __init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp, const char *name,
192                        struct lock_class_key *key)
193 {
194         /* Don't re-initialize a lock while it is held. */
195         debug_check_no_locks_freed((void *)ssp, sizeof(*ssp));
196         lockdep_init_map(&ssp->dep_map, name, key, 0);
197         spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
198         return init_srcu_struct_fields(ssp, false);
199 }
200 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_srcu_struct);
201
202 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
203
204 /**
205  * init_srcu_struct - initialize a sleep-RCU structure
206  * @ssp: structure to initialize.
207  *
208  * Must invoke this on a given srcu_struct before passing that srcu_struct
209  * to any other function.  Each srcu_struct represents a separate domain
210  * of SRCU protection.
211  */
212 int init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
213 {
214         spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
215         return init_srcu_struct_fields(ssp, false);
216 }
217 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_srcu_struct);
218
219 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
220
221 /*
222  * First-use initialization of statically allocated srcu_struct
223  * structure.  Wiring up the combining tree is more than can be
224  * done with compile-time initialization, so this check is added
225  * to each update-side SRCU primitive.  Use ssp->lock, which -is-
226  * compile-time initialized, to resolve races involving multiple
227  * CPUs trying to garner first-use privileges.
228  */
229 static void check_init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
230 {
231         unsigned long flags;
232
233         /* The smp_load_acquire() pairs with the smp_store_release(). */
234         if (!rcu_seq_state(smp_load_acquire(&ssp->srcu_gp_seq_needed))) /*^^^*/
235                 return; /* Already initialized. */
236         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
237         if (!rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
238                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
239                 return;
240         }
241         init_srcu_struct_fields(ssp, true);
242         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
243 }
244
245 /*
246  * Returns approximate total of the readers' ->srcu_lock_count[] values
247  * for the rank of per-CPU counters specified by idx.
248  */
249 static unsigned long srcu_readers_lock_idx(struct srcu_struct *ssp, int idx)
250 {
251         int cpu;
252         unsigned long sum = 0;
253
254         for_each_possible_cpu(cpu) {
255                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
256
257                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[idx]);
258         }
259         return sum;
260 }
261
262 /*
263  * Returns approximate total of the readers' ->srcu_unlock_count[] values
264  * for the rank of per-CPU counters specified by idx.
265  */
266 static unsigned long srcu_readers_unlock_idx(struct srcu_struct *ssp, int idx)
267 {
268         int cpu;
269         unsigned long sum = 0;
270
271         for_each_possible_cpu(cpu) {
272                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
273
274                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[idx]);
275         }
276         return sum;
277 }
278
279 /*
280  * Return true if the number of pre-existing readers is determined to
281  * be zero.
282  */
283 static bool srcu_readers_active_idx_check(struct srcu_struct *ssp, int idx)
284 {
285         unsigned long unlocks;
286
287         unlocks = srcu_readers_unlock_idx(ssp, idx);
288
289         /*
290          * Make sure that a lock is always counted if the corresponding
291          * unlock is counted. Needs to be a smp_mb() as the read side may
292          * contain a read from a variable that is written to before the
293          * synchronize_srcu() in the write side. In this case smp_mb()s
294          * A and B act like the store buffering pattern.
295          *
296          * This smp_mb() also pairs with smp_mb() C to prevent accesses
297          * after the synchronize_srcu() from being executed before the
298          * grace period ends.
299          */
300         smp_mb(); /* A */
301
302         /*
303          * If the locks are the same as the unlocks, then there must have
304          * been no readers on this index at some time in between. This does
305          * not mean that there are no more readers, as one could have read
306          * the current index but not have incremented the lock counter yet.
307          *
308          * So suppose that the updater is preempted here for so long
309          * that more than ULONG_MAX non-nested readers come and go in
310          * the meantime.  It turns out that this cannot result in overflow
311          * because if a reader modifies its unlock count after we read it
312          * above, then that reader's next load of ->srcu_idx is guaranteed
313          * to get the new value, which will cause it to operate on the
314          * other bank of counters, where it cannot contribute to the
315          * overflow of these counters.  This means that there is a maximum
316          * of 2*NR_CPUS increments, which cannot overflow given current
317          * systems, especially not on 64-bit systems.
318          *
319          * OK, how about nesting?  This does impose a limit on nesting
320          * of floor(ULONG_MAX/NR_CPUS/2), which should be sufficient,
321          * especially on 64-bit systems.
322          */
323         return srcu_readers_lock_idx(ssp, idx) == unlocks;
324 }
325
326 /**
327  * srcu_readers_active - returns true if there are readers. and false
328  *                       otherwise
329  * @ssp: which srcu_struct to count active readers (holding srcu_read_lock).
330  *
331  * Note that this is not an atomic primitive, and can therefore suffer
332  * severe errors when invoked on an active srcu_struct.  That said, it
333  * can be useful as an error check at cleanup time.
334  */
335 static bool srcu_readers_active(struct srcu_struct *ssp)
336 {
337         int cpu;
338         unsigned long sum = 0;
339
340         for_each_possible_cpu(cpu) {
341                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
342
343                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[0]);
344                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[1]);
345                 sum -= READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[0]);
346                 sum -= READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[1]);
347         }
348         return sum;
349 }
350
351 #define SRCU_INTERVAL           1
352
353 /*
354  * Return grace-period delay, zero if there are expedited grace
355  * periods pending, SRCU_INTERVAL otherwise.
356  */
357 static unsigned long srcu_get_delay(struct srcu_struct *ssp)
358 {
359         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq),
360                          READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp)))
361                 return 0;
362         return SRCU_INTERVAL;
363 }
364
365 /**
366  * cleanup_srcu_struct - deconstruct a sleep-RCU structure
367  * @ssp: structure to clean up.
368  *
369  * Must invoke this after you are finished using a given srcu_struct that
370  * was initialized via init_srcu_struct(), else you leak memory.
371  */
372 void cleanup_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
373 {
374         int cpu;
375
376         if (WARN_ON(!srcu_get_delay(ssp)))
377                 return; /* Just leak it! */
378         if (WARN_ON(srcu_readers_active(ssp)))
379                 return; /* Just leak it! */
380         flush_delayed_work(&ssp->work);
381         for_each_possible_cpu(cpu) {
382                 struct srcu_data *sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
383
384                 del_timer_sync(&sdp->delay_work);
385                 flush_work(&sdp->work);
386                 if (WARN_ON(rcu_segcblist_n_cbs(&sdp->srcu_cblist)))
387                         return; /* Forgot srcu_barrier(), so just leak it! */
388         }
389         if (WARN_ON(rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) != SRCU_STATE_IDLE) ||
390             WARN_ON(srcu_readers_active(ssp))) {
391                 pr_info("%s: Active srcu_struct %p state: %d\n",
392                         __func__, ssp, rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)));
393                 return; /* Caller forgot to stop doing call_srcu()? */
394         }
395         free_percpu(ssp->sda);
396         ssp->sda = NULL;
397 }
398 EXPORT_SYMBOL_GPL(cleanup_srcu_struct);
399
400 /*
401  * Counts the new reader in the appropriate per-CPU element of the
402  * srcu_struct.
403  * Returns an index that must be passed to the matching srcu_read_unlock().
404  */
405 int __srcu_read_lock(struct srcu_struct *ssp)
406 {
407         int idx;
408
409         idx = READ_ONCE(ssp->srcu_idx) & 0x1;
410         this_cpu_inc(ssp->sda->srcu_lock_count[idx]);
411         smp_mb(); /* B */  /* Avoid leaking the critical section. */
412         return idx;
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(__srcu_read_lock);
415
416 /*
417  * Removes the count for the old reader from the appropriate per-CPU
418  * element of the srcu_struct.  Note that this may well be a different
419  * CPU than that which was incremented by the corresponding srcu_read_lock().
420  */
421 void __srcu_read_unlock(struct srcu_struct *ssp, int idx)
422 {
423         smp_mb(); /* C */  /* Avoid leaking the critical section. */
424         this_cpu_inc(ssp->sda->srcu_unlock_count[idx]);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL_GPL(__srcu_read_unlock);
427
428 /*
429  * We use an adaptive strategy for synchronize_srcu() and especially for
430  * synchronize_srcu_expedited().  We spin for a fixed time period
431  * (defined below) to allow SRCU readers to exit their read-side critical
432  * sections.  If there are still some readers after a few microseconds,
433  * we repeatedly block for 1-millisecond time periods.
434  */
435 #define SRCU_RETRY_CHECK_DELAY          5
436
437 /*
438  * Start an SRCU grace period.
439  */
440 static void srcu_gp_start(struct srcu_struct *ssp)
441 {
442         struct srcu_data *sdp = this_cpu_ptr(ssp->sda);
443         int state;
444
445         lockdep_assert_held(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
446         WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed));
447         spin_lock_rcu_node(sdp);  /* Interrupts already disabled. */
448         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
449                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
450         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist,
451                                        rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq));
452         spin_unlock_rcu_node(sdp);  /* Interrupts remain disabled. */
453         smp_mb(); /* Order prior store to ->srcu_gp_seq_needed vs. GP start. */
454         rcu_seq_start(&ssp->srcu_gp_seq);
455         state = rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq);
456         WARN_ON_ONCE(state != SRCU_STATE_SCAN1);
457 }
458
459
460 static void srcu_delay_timer(struct timer_list *t)
461 {
462         struct srcu_data *sdp = container_of(t, struct srcu_data, delay_work);
463
464         queue_work_on(sdp->cpu, rcu_gp_wq, &sdp->work);
465 }
466
467 static void srcu_queue_delayed_work_on(struct srcu_data *sdp,
468                                        unsigned long delay)
469 {
470         if (!delay) {
471                 queue_work_on(sdp->cpu, rcu_gp_wq, &sdp->work);
472                 return;
473         }
474
475         timer_reduce(&sdp->delay_work, jiffies + delay);
476 }
477
478 /*
479  * Schedule callback invocation for the specified srcu_data structure,
480  * if possible, on the corresponding CPU.
481  */
482 static void srcu_schedule_cbs_sdp(struct srcu_data *sdp, unsigned long delay)
483 {
484         srcu_queue_delayed_work_on(sdp, delay);
485 }
486
487 /*
488  * Schedule callback invocation for all srcu_data structures associated
489  * with the specified srcu_node structure that have callbacks for the
490  * just-completed grace period, the one corresponding to idx.  If possible,
491  * schedule this invocation on the corresponding CPUs.
492  */
493 static void srcu_schedule_cbs_snp(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_node *snp,
494                                   unsigned long mask, unsigned long delay)
495 {
496         int cpu;
497
498         for (cpu = snp->grplo; cpu <= snp->grphi; cpu++) {
499                 if (!(mask & (1 << (cpu - snp->grplo))))
500                         continue;
501                 srcu_schedule_cbs_sdp(per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu), delay);
502         }
503 }
504
505 /*
506  * Note the end of an SRCU grace period.  Initiates callback invocation
507  * and starts a new grace period if needed.
508  *
509  * The ->srcu_cb_mutex acquisition does not protect any data, but
510  * instead prevents more than one grace period from starting while we
511  * are initiating callback invocation.  This allows the ->srcu_have_cbs[]
512  * array to have a finite number of elements.
513  */
514 static void srcu_gp_end(struct srcu_struct *ssp)
515 {
516         unsigned long cbdelay;
517         bool cbs;
518         bool last_lvl;
519         int cpu;
520         unsigned long flags;
521         unsigned long gpseq;
522         int idx;
523         unsigned long mask;
524         struct srcu_data *sdp;
525         struct srcu_node *snp;
526
527         /* Prevent more than one additional grace period. */
528         mutex_lock(&ssp->srcu_cb_mutex);
529
530         /* End the current grace period. */
531         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
532         idx = rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq);
533         WARN_ON_ONCE(idx != SRCU_STATE_SCAN2);
534         cbdelay = srcu_get_delay(ssp);
535         WRITE_ONCE(ssp->srcu_last_gp_end, ktime_get_mono_fast_ns());
536         rcu_seq_end(&ssp->srcu_gp_seq);
537         gpseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
538         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq))
539                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq);
540         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
541         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
542         /* A new grace period can start at this point.  But only one. */
543
544         /* Initiate callback invocation as needed. */
545         idx = rcu_seq_ctr(gpseq) % ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs);
546         srcu_for_each_node_breadth_first(ssp, snp) {
547                 spin_lock_irq_rcu_node(snp);
548                 cbs = false;
549                 last_lvl = snp >= ssp->level[rcu_num_lvls - 1];
550                 if (last_lvl)
551                         cbs = snp->srcu_have_cbs[idx] == gpseq;
552                 snp->srcu_have_cbs[idx] = gpseq;
553                 rcu_seq_set_state(&snp->srcu_have_cbs[idx], 1);
554                 if (ULONG_CMP_LT(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq))
555                         WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq);
556                 mask = snp->srcu_data_have_cbs[idx];
557                 snp->srcu_data_have_cbs[idx] = 0;
558                 spin_unlock_irq_rcu_node(snp);
559                 if (cbs)
560                         srcu_schedule_cbs_snp(ssp, snp, mask, cbdelay);
561
562                 /* Occasionally prevent srcu_data counter wrap. */
563                 if (!(gpseq & counter_wrap_check) && last_lvl)
564                         for (cpu = snp->grplo; cpu <= snp->grphi; cpu++) {
565                                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
566                                 spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
567                                 if (ULONG_CMP_GE(gpseq,
568                                                  sdp->srcu_gp_seq_needed + 100))
569                                         sdp->srcu_gp_seq_needed = gpseq;
570                                 if (ULONG_CMP_GE(gpseq,
571                                                  sdp->srcu_gp_seq_needed_exp + 100))
572                                         sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = gpseq;
573                                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
574                         }
575         }
576
577         /* Callback initiation done, allow grace periods after next. */
578         mutex_unlock(&ssp->srcu_cb_mutex);
579
580         /* Start a new grace period if needed. */
581         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
582         gpseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
583         if (!rcu_seq_state(gpseq) &&
584             ULONG_CMP_LT(gpseq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
585                 srcu_gp_start(ssp);
586                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
587                 srcu_reschedule(ssp, 0);
588         } else {
589                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
590         }
591 }
592
593 /*
594  * Funnel-locking scheme to scalably mediate many concurrent expedited
595  * grace-period requests.  This function is invoked for the first known
596  * expedited request for a grace period that has already been requested,
597  * but without expediting.  To start a completely new grace period,
598  * whether expedited or not, use srcu_funnel_gp_start() instead.
599  */
600 static void srcu_funnel_exp_start(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_node *snp,
601                                   unsigned long s)
602 {
603         unsigned long flags;
604
605         for (; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
606                 if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) ||
607                     ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp), s))
608                         return;
609                 spin_lock_irqsave_rcu_node(snp, flags);
610                 if (ULONG_CMP_GE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s)) {
611                         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
612                         return;
613                 }
614                 WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
615                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
616         }
617         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
618         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
619                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
620         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
621 }
622
623 /*
624  * Funnel-locking scheme to scalably mediate many concurrent grace-period
625  * requests.  The winner has to do the work of actually starting grace
626  * period s.  Losers must either ensure that their desired grace-period
627  * number is recorded on at least their leaf srcu_node structure, or they
628  * must take steps to invoke their own callbacks.
629  *
630  * Note that this function also does the work of srcu_funnel_exp_start(),
631  * in some cases by directly invoking it.
632  */
633 static void srcu_funnel_gp_start(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_data *sdp,
634                                  unsigned long s, bool do_norm)
635 {
636         unsigned long flags;
637         int idx = rcu_seq_ctr(s) % ARRAY_SIZE(sdp->mynode->srcu_have_cbs);
638         struct srcu_node *snp = sdp->mynode;
639         unsigned long snp_seq;
640
641         /* Each pass through the loop does one level of the srcu_node tree. */
642         for (; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
643                 if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) && snp != sdp->mynode)
644                         return; /* GP already done and CBs recorded. */
645                 spin_lock_irqsave_rcu_node(snp, flags);
646                 if (ULONG_CMP_GE(snp->srcu_have_cbs[idx], s)) {
647                         snp_seq = snp->srcu_have_cbs[idx];
648                         if (snp == sdp->mynode && snp_seq == s)
649                                 snp->srcu_data_have_cbs[idx] |= sdp->grpmask;
650                         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
651                         if (snp == sdp->mynode && snp_seq != s) {
652                                 srcu_schedule_cbs_sdp(sdp, do_norm
653                                                            ? SRCU_INTERVAL
654                                                            : 0);
655                                 return;
656                         }
657                         if (!do_norm)
658                                 srcu_funnel_exp_start(ssp, snp, s);
659                         return;
660                 }
661                 snp->srcu_have_cbs[idx] = s;
662                 if (snp == sdp->mynode)
663                         snp->srcu_data_have_cbs[idx] |= sdp->grpmask;
664                 if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
665                         WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
666                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
667         }
668
669         /* Top of tree, must ensure the grace period will be started. */
670         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
671         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed, s)) {
672                 /*
673                  * Record need for grace period s.  Pair with load
674                  * acquire setting up for initialization.
675                  */
676                 smp_store_release(&ssp->srcu_gp_seq_needed, s); /*^^^*/
677         }
678         if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
679                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
680
681         /* If grace period not already done and none in progress, start it. */
682         if (!rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) &&
683             rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq) == SRCU_STATE_IDLE) {
684                 WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed));
685                 srcu_gp_start(ssp);
686                 if (likely(srcu_init_done))
687                         queue_delayed_work(rcu_gp_wq, &ssp->work,
688                                            srcu_get_delay(ssp));
689                 else if (list_empty(&ssp->work.work.entry))
690                         list_add(&ssp->work.work.entry, &srcu_boot_list);
691         }
692         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
693 }
694
695 /*
696  * Wait until all readers counted by array index idx complete, but
697  * loop an additional time if there is an expedited grace period pending.
698  * The caller must ensure that ->srcu_idx is not changed while checking.
699  */
700 static bool try_check_zero(struct srcu_struct *ssp, int idx, int trycount)
701 {
702         for (;;) {
703                 if (srcu_readers_active_idx_check(ssp, idx))
704                         return true;
705                 if (--trycount + !srcu_get_delay(ssp) <= 0)
706                         return false;
707                 udelay(SRCU_RETRY_CHECK_DELAY);
708         }
709 }
710
711 /*
712  * Increment the ->srcu_idx counter so that future SRCU readers will
713  * use the other rank of the ->srcu_(un)lock_count[] arrays.  This allows
714  * us to wait for pre-existing readers in a starvation-free manner.
715  */
716 static void srcu_flip(struct srcu_struct *ssp)
717 {
718         /*
719          * Ensure that if this updater saw a given reader's increment
720          * from __srcu_read_lock(), that reader was using an old value
721          * of ->srcu_idx.  Also ensure that if a given reader sees the
722          * new value of ->srcu_idx, this updater's earlier scans cannot
723          * have seen that reader's increments (which is OK, because this
724          * grace period need not wait on that reader).
725          */
726         smp_mb(); /* E */  /* Pairs with B and C. */
727
728         WRITE_ONCE(ssp->srcu_idx, ssp->srcu_idx + 1);
729
730         /*
731          * Ensure that if the updater misses an __srcu_read_unlock()
732          * increment, that task's next __srcu_read_lock() will see the
733          * above counter update.  Note that both this memory barrier
734          * and the one in srcu_readers_active_idx_check() provide the
735          * guarantee for __srcu_read_lock().
736          */
737         smp_mb(); /* D */  /* Pairs with C. */
738 }
739
740 /*
741  * If SRCU is likely idle, return true, otherwise return false.
742  *
743  * Note that it is OK for several current from-idle requests for a new
744  * grace period from idle to specify expediting because they will all end
745  * up requesting the same grace period anyhow.  So no loss.
746  *
747  * Note also that if any CPU (including the current one) is still invoking
748  * callbacks, this function will nevertheless say "idle".  This is not
749  * ideal, but the overhead of checking all CPUs' callback lists is even
750  * less ideal, especially on large systems.  Furthermore, the wakeup
751  * can happen before the callback is fully removed, so we have no choice
752  * but to accept this type of error.
753  *
754  * This function is also subject to counter-wrap errors, but let's face
755  * it, if this function was preempted for enough time for the counters
756  * to wrap, it really doesn't matter whether or not we expedite the grace
757  * period.  The extra overhead of a needlessly expedited grace period is
758  * negligible when amortized over that time period, and the extra latency
759  * of a needlessly non-expedited grace period is similarly negligible.
760  */
761 static bool srcu_might_be_idle(struct srcu_struct *ssp)
762 {
763         unsigned long curseq;
764         unsigned long flags;
765         struct srcu_data *sdp;
766         unsigned long t;
767         unsigned long tlast;
768
769         check_init_srcu_struct(ssp);
770         /* If the local srcu_data structure has callbacks, not idle.  */
771         sdp = raw_cpu_ptr(ssp->sda);
772         spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
773         if (rcu_segcblist_pend_cbs(&sdp->srcu_cblist)) {
774                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
775                 return false; /* Callbacks already present, so not idle. */
776         }
777         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
778
779         /*
780          * No local callbacks, so probabalistically probe global state.
781          * Exact information would require acquiring locks, which would
782          * kill scalability, hence the probabalistic nature of the probe.
783          */
784
785         /* First, see if enough time has passed since the last GP. */
786         t = ktime_get_mono_fast_ns();
787         tlast = READ_ONCE(ssp->srcu_last_gp_end);
788         if (exp_holdoff == 0 ||
789             time_in_range_open(t, tlast, tlast + exp_holdoff))
790                 return false; /* Too soon after last GP. */
791
792         /* Next, check for probable idleness. */
793         curseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
794         smp_mb(); /* Order ->srcu_gp_seq with ->srcu_gp_seq_needed. */
795         if (ULONG_CMP_LT(curseq, READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed)))
796                 return false; /* Grace period in progress, so not idle. */
797         smp_mb(); /* Order ->srcu_gp_seq with prior access. */
798         if (curseq != rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq))
799                 return false; /* GP # changed, so not idle. */
800         return true; /* With reasonable probability, idle! */
801 }
802
803 /*
804  * SRCU callback function to leak a callback.
805  */
806 static void srcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
807 {
808 }
809
810 /*
811  * Start an SRCU grace period, and also queue the callback if non-NULL.
812  */
813 static unsigned long srcu_gp_start_if_needed(struct srcu_struct *ssp,
814                                              struct rcu_head *rhp, bool do_norm)
815 {
816         unsigned long flags;
817         int idx;
818         bool needexp = false;
819         bool needgp = false;
820         unsigned long s;
821         struct srcu_data *sdp;
822
823         check_init_srcu_struct(ssp);
824         idx = srcu_read_lock(ssp);
825         sdp = raw_cpu_ptr(ssp->sda);
826         spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
827         if (rhp)
828                 rcu_segcblist_enqueue(&sdp->srcu_cblist, rhp);
829         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
830                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
831         s = rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq);
832         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist, s);
833         if (ULONG_CMP_LT(sdp->srcu_gp_seq_needed, s)) {
834                 sdp->srcu_gp_seq_needed = s;
835                 needgp = true;
836         }
837         if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(sdp->srcu_gp_seq_needed_exp, s)) {
838                 sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = s;
839                 needexp = true;
840         }
841         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
842         if (needgp)
843                 srcu_funnel_gp_start(ssp, sdp, s, do_norm);
844         else if (needexp)
845                 srcu_funnel_exp_start(ssp, sdp->mynode, s);
846         srcu_read_unlock(ssp, idx);
847         return s;
848 }
849
850 /*
851  * Enqueue an SRCU callback on the srcu_data structure associated with
852  * the current CPU and the specified srcu_struct structure, initiating
853  * grace-period processing if it is not already running.
854  *
855  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
856  * all pre-existing SRCU read-side critical section.  On systems with
857  * more than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU
858  * is guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of
859  * its last corresponding SRCU read-side critical section whose beginning
860  * preceded the call to call_srcu().  It also means that each CPU executing
861  * an SRCU read-side critical section that continues beyond the start of
862  * "func()" must have executed a memory barrier after the call_srcu()
863  * but before the beginning of that SRCU read-side critical section.
864  * Note that these guarantees include CPUs that are offline, idle, or
865  * executing in user mode, as well as CPUs that are executing in the kernel.
866  *
867  * Furthermore, if CPU A invoked call_srcu() and CPU B invoked the
868  * resulting SRCU callback function "func()", then both CPU A and CPU
869  * B are guaranteed to execute a full memory barrier during the time
870  * interval between the call to call_srcu() and the invocation of "func()".
871  * This guarantee applies even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
872  * again only if the system has more than one CPU).
873  *
874  * Of course, these guarantees apply only for invocations of call_srcu(),
875  * srcu_read_lock(), and srcu_read_unlock() that are all passed the same
876  * srcu_struct structure.
877  */
878 static void __call_srcu(struct srcu_struct *ssp, struct rcu_head *rhp,
879                         rcu_callback_t func, bool do_norm)
880 {
881         if (debug_rcu_head_queue(rhp)) {
882                 /* Probable double call_srcu(), so leak the callback. */
883                 WRITE_ONCE(rhp->func, srcu_leak_callback);
884                 WARN_ONCE(1, "call_srcu(): Leaked duplicate callback\n");
885                 return;
886         }
887         rhp->func = func;
888         (void)srcu_gp_start_if_needed(ssp, rhp, do_norm);
889 }
890
891 /**
892  * call_srcu() - Queue a callback for invocation after an SRCU grace period
893  * @ssp: srcu_struct in queue the callback
894  * @rhp: structure to be used for queueing the SRCU callback.
895  * @func: function to be invoked after the SRCU grace period
896  *
897  * The callback function will be invoked some time after a full SRCU
898  * grace period elapses, in other words after all pre-existing SRCU
899  * read-side critical sections have completed.  However, the callback
900  * function might well execute concurrently with other SRCU read-side
901  * critical sections that started after call_srcu() was invoked.  SRCU
902  * read-side critical sections are delimited by srcu_read_lock() and
903  * srcu_read_unlock(), and may be nested.
904  *
905  * The callback will be invoked from process context, but must nevertheless
906  * be fast and must not block.
907  */
908 void call_srcu(struct srcu_struct *ssp, struct rcu_head *rhp,
909                rcu_callback_t func)
910 {
911         __call_srcu(ssp, rhp, func, true);
912 }
913 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_srcu);
914
915 /*
916  * Helper function for synchronize_srcu() and synchronize_srcu_expedited().
917  */
918 static void __synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp, bool do_norm)
919 {
920         struct rcu_synchronize rcu;
921
922         RCU_LOCKDEP_WARN(lockdep_is_held(ssp) ||
923                          lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
924                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
925                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
926                          "Illegal synchronize_srcu() in same-type SRCU (or in RCU) read-side critical section");
927
928         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
929                 return;
930         might_sleep();
931         check_init_srcu_struct(ssp);
932         init_completion(&rcu.completion);
933         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
934         __call_srcu(ssp, &rcu.head, wakeme_after_rcu, do_norm);
935         wait_for_completion(&rcu.completion);
936         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
937
938         /*
939          * Make sure that later code is ordered after the SRCU grace
940          * period.  This pairs with the spin_lock_irq_rcu_node()
941          * in srcu_invoke_callbacks().  Unlike Tree RCU, this is needed
942          * because the current CPU might have been totally uninvolved with
943          * (and thus unordered against) that grace period.
944          */
945         smp_mb();
946 }
947
948 /**
949  * synchronize_srcu_expedited - Brute-force SRCU grace period
950  * @ssp: srcu_struct with which to synchronize.
951  *
952  * Wait for an SRCU grace period to elapse, but be more aggressive about
953  * spinning rather than blocking when waiting.
954  *
955  * Note that synchronize_srcu_expedited() has the same deadlock and
956  * memory-ordering properties as does synchronize_srcu().
957  */
958 void synchronize_srcu_expedited(struct srcu_struct *ssp)
959 {
960         __synchronize_srcu(ssp, rcu_gp_is_normal());
961 }
962 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_srcu_expedited);
963
964 /**
965  * synchronize_srcu - wait for prior SRCU read-side critical-section completion
966  * @ssp: srcu_struct with which to synchronize.
967  *
968  * Wait for the count to drain to zero of both indexes. To avoid the
969  * possible starvation of synchronize_srcu(), it waits for the count of
970  * the index=((->srcu_idx & 1) ^ 1) to drain to zero at first,
971  * and then flip the srcu_idx and wait for the count of the other index.
972  *
973  * Can block; must be called from process context.
974  *
975  * Note that it is illegal to call synchronize_srcu() from the corresponding
976  * SRCU read-side critical section; doing so will result in deadlock.
977  * However, it is perfectly legal to call synchronize_srcu() on one
978  * srcu_struct from some other srcu_struct's read-side critical section,
979  * as long as the resulting graph of srcu_structs is acyclic.
980  *
981  * There are memory-ordering constraints implied by synchronize_srcu().
982  * On systems with more than one CPU, when synchronize_srcu() returns,
983  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
984  * the end of its last corresponding SRCU read-side critical section
985  * whose beginning preceded the call to synchronize_srcu().  In addition,
986  * each CPU having an SRCU read-side critical section that extends beyond
987  * the return from synchronize_srcu() is guaranteed to have executed a
988  * full memory barrier after the beginning of synchronize_srcu() and before
989  * the beginning of that SRCU read-side critical section.  Note that these
990  * guarantees include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode,
991  * as well as CPUs that are executing in the kernel.
992  *
993  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_srcu(), which returned
994  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
995  * to have executed a full memory barrier during the execution of
996  * synchronize_srcu().  This guarantee applies even if CPU A and CPU B
997  * are the same CPU, but again only if the system has more than one CPU.
998  *
999  * Of course, these memory-ordering guarantees apply only when
1000  * synchronize_srcu(), srcu_read_lock(), and srcu_read_unlock() are
1001  * passed the same srcu_struct structure.
1002  *
1003  * If SRCU is likely idle, expedite the first request.  This semantic
1004  * was provided by Classic SRCU, and is relied upon by its users, so TREE
1005  * SRCU must also provide it.  Note that detecting idleness is heuristic
1006  * and subject to both false positives and negatives.
1007  */
1008 void synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1009 {
1010         if (srcu_might_be_idle(ssp) || rcu_gp_is_expedited())
1011                 synchronize_srcu_expedited(ssp);
1012         else
1013                 __synchronize_srcu(ssp, true);
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_srcu);
1016
1017 /**
1018  * get_state_synchronize_srcu - Provide an end-of-grace-period cookie
1019  * @ssp: srcu_struct to provide cookie for.
1020  *
1021  * This function returns a cookie that can be passed to
1022  * poll_state_synchronize_srcu(), which will return true if a full grace
1023  * period has elapsed in the meantime.  It is the caller's responsibility
1024  * to make sure that grace period happens, for example, by invoking
1025  * call_srcu() after return from get_state_synchronize_srcu().
1026  */
1027 unsigned long get_state_synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1028 {
1029         // Any prior manipulation of SRCU-protected data must happen
1030         // before the load from ->srcu_gp_seq.
1031         smp_mb();
1032         return rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq);
1033 }
1034 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_srcu);
1035
1036 /**
1037  * start_poll_synchronize_srcu - Provide cookie and start grace period
1038  * @ssp: srcu_struct to provide cookie for.
1039  *
1040  * This function returns a cookie that can be passed to
1041  * poll_state_synchronize_srcu(), which will return true if a full grace
1042  * period has elapsed in the meantime.  Unlike get_state_synchronize_srcu(),
1043  * this function also ensures that any needed SRCU grace period will be
1044  * started.  This convenience does come at a cost in terms of CPU overhead.
1045  */
1046 unsigned long start_poll_synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1047 {
1048         return srcu_gp_start_if_needed(ssp, NULL, true);
1049 }
1050 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_srcu);
1051
1052 /**
1053  * poll_state_synchronize_srcu - Has cookie's grace period ended?
1054  * @ssp: srcu_struct to provide cookie for.
1055  * @cookie: Return value from get_state_synchronize_srcu() or start_poll_synchronize_srcu().
1056  *
1057  * This function takes the cookie that was returned from either
1058  * get_state_synchronize_srcu() or start_poll_synchronize_srcu(), and
1059  * returns @true if an SRCU grace period elapsed since the time that the
1060  * cookie was created.
1061  *
1062  * Because cookies are finite in size, wrapping/overflow is possible.
1063  * This is more pronounced on 32-bit systems where cookies are 32 bits,
1064  * where in theory wrapping could happen in about 14 hours assuming
1065  * 25-microsecond expedited SRCU grace periods.  However, a more likely
1066  * overflow lower bound is on the order of 24 days in the case of
1067  * one-millisecond SRCU grace periods.  Of course, wrapping in a 64-bit
1068  * system requires geologic timespans, as in more than seven million years
1069  * even for expedited SRCU grace periods.
1070  *
1071  * Wrapping/overflow is much more of an issue for CONFIG_SMP=n systems
1072  * that also have CONFIG_PREEMPTION=n, which selects Tiny SRCU.  This uses
1073  * a 16-bit cookie, which rcutorture routinely wraps in a matter of a
1074  * few minutes.  If this proves to be a problem, this counter will be
1075  * expanded to the same size as for Tree SRCU.
1076  */
1077 bool poll_state_synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp, unsigned long cookie)
1078 {
1079         if (!rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, cookie))
1080                 return false;
1081         // Ensure that the end of the SRCU grace period happens before
1082         // any subsequent code that the caller might execute.
1083         smp_mb(); // ^^^
1084         return true;
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_srcu);
1087
1088 /*
1089  * Callback function for srcu_barrier() use.
1090  */
1091 static void srcu_barrier_cb(struct rcu_head *rhp)
1092 {
1093         struct srcu_data *sdp;
1094         struct srcu_struct *ssp;
1095
1096         sdp = container_of(rhp, struct srcu_data, srcu_barrier_head);
1097         ssp = sdp->ssp;
1098         if (atomic_dec_and_test(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt))
1099                 complete(&ssp->srcu_barrier_completion);
1100 }
1101
1102 /**
1103  * srcu_barrier - Wait until all in-flight call_srcu() callbacks complete.
1104  * @ssp: srcu_struct on which to wait for in-flight callbacks.
1105  */
1106 void srcu_barrier(struct srcu_struct *ssp)
1107 {
1108         int cpu;
1109         struct srcu_data *sdp;
1110         unsigned long s = rcu_seq_snap(&ssp->srcu_barrier_seq);
1111
1112         check_init_srcu_struct(ssp);
1113         mutex_lock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1114         if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_barrier_seq, s)) {
1115                 smp_mb(); /* Force ordering following return. */
1116                 mutex_unlock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1117                 return; /* Someone else did our work for us. */
1118         }
1119         rcu_seq_start(&ssp->srcu_barrier_seq);
1120         init_completion(&ssp->srcu_barrier_completion);
1121
1122         /* Initial count prevents reaching zero until all CBs are posted. */
1123         atomic_set(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt, 1);
1124
1125         /*
1126          * Each pass through this loop enqueues a callback, but only
1127          * on CPUs already having callbacks enqueued.  Note that if
1128          * a CPU already has callbacks enqueue, it must have already
1129          * registered the need for a future grace period, so all we
1130          * need do is enqueue a callback that will use the same
1131          * grace period as the last callback already in the queue.
1132          */
1133         for_each_possible_cpu(cpu) {
1134                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
1135                 spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1136                 atomic_inc(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt);
1137                 sdp->srcu_barrier_head.func = srcu_barrier_cb;
1138                 debug_rcu_head_queue(&sdp->srcu_barrier_head);
1139                 if (!rcu_segcblist_entrain(&sdp->srcu_cblist,
1140                                            &sdp->srcu_barrier_head)) {
1141                         debug_rcu_head_unqueue(&sdp->srcu_barrier_head);
1142                         atomic_dec(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt);
1143                 }
1144                 spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1145         }
1146
1147         /* Remove the initial count, at which point reaching zero can happen. */
1148         if (atomic_dec_and_test(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt))
1149                 complete(&ssp->srcu_barrier_completion);
1150         wait_for_completion(&ssp->srcu_barrier_completion);
1151
1152         rcu_seq_end(&ssp->srcu_barrier_seq);
1153         mutex_unlock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1154 }
1155 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_barrier);
1156
1157 /**
1158  * srcu_batches_completed - return batches completed.
1159  * @ssp: srcu_struct on which to report batch completion.
1160  *
1161  * Report the number of batches, correlated with, but not necessarily
1162  * precisely the same as, the number of grace periods that have elapsed.
1163  */
1164 unsigned long srcu_batches_completed(struct srcu_struct *ssp)
1165 {
1166         return READ_ONCE(ssp->srcu_idx);
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_batches_completed);
1169
1170 /*
1171  * Core SRCU state machine.  Push state bits of ->srcu_gp_seq
1172  * to SRCU_STATE_SCAN2, and invoke srcu_gp_end() when scan has
1173  * completed in that state.
1174  */
1175 static void srcu_advance_state(struct srcu_struct *ssp)
1176 {
1177         int idx;
1178
1179         mutex_lock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1180
1181         /*
1182          * Because readers might be delayed for an extended period after
1183          * fetching ->srcu_idx for their index, at any point in time there
1184          * might well be readers using both idx=0 and idx=1.  We therefore
1185          * need to wait for readers to clear from both index values before
1186          * invoking a callback.
1187          *
1188          * The load-acquire ensures that we see the accesses performed
1189          * by the prior grace period.
1190          */
1191         idx = rcu_seq_state(smp_load_acquire(&ssp->srcu_gp_seq)); /* ^^^ */
1192         if (idx == SRCU_STATE_IDLE) {
1193                 spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1194                 if (ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
1195                         WARN_ON_ONCE(rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq));
1196                         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1197                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1198                         return;
1199                 }
1200                 idx = rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq));
1201                 if (idx == SRCU_STATE_IDLE)
1202                         srcu_gp_start(ssp);
1203                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1204                 if (idx != SRCU_STATE_IDLE) {
1205                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1206                         return; /* Someone else started the grace period. */
1207                 }
1208         }
1209
1210         if (rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) == SRCU_STATE_SCAN1) {
1211                 idx = 1 ^ (ssp->srcu_idx & 1);
1212                 if (!try_check_zero(ssp, idx, 1)) {
1213                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1214                         return; /* readers present, retry later. */
1215                 }
1216                 srcu_flip(ssp);
1217                 spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1218                 rcu_seq_set_state(&ssp->srcu_gp_seq, SRCU_STATE_SCAN2);
1219                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1220         }
1221
1222         if (rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) == SRCU_STATE_SCAN2) {
1223
1224                 /*
1225                  * SRCU read-side critical sections are normally short,
1226                  * so check at least twice in quick succession after a flip.
1227                  */
1228                 idx = 1 ^ (ssp->srcu_idx & 1);
1229                 if (!try_check_zero(ssp, idx, 2)) {
1230                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1231                         return; /* readers present, retry later. */
1232                 }
1233                 srcu_gp_end(ssp);  /* Releases ->srcu_gp_mutex. */
1234         }
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Invoke a limited number of SRCU callbacks that have passed through
1239  * their grace period.  If there are more to do, SRCU will reschedule
1240  * the workqueue.  Note that needed memory barriers have been executed
1241  * in this task's context by srcu_readers_active_idx_check().
1242  */
1243 static void srcu_invoke_callbacks(struct work_struct *work)
1244 {
1245         long len;
1246         bool more;
1247         struct rcu_cblist ready_cbs;
1248         struct rcu_head *rhp;
1249         struct srcu_data *sdp;
1250         struct srcu_struct *ssp;
1251
1252         sdp = container_of(work, struct srcu_data, work);
1253
1254         ssp = sdp->ssp;
1255         rcu_cblist_init(&ready_cbs);
1256         spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1257         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
1258                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
1259         if (sdp->srcu_cblist_invoking ||
1260             !rcu_segcblist_ready_cbs(&sdp->srcu_cblist)) {
1261                 spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1262                 return;  /* Someone else on the job or nothing to do. */
1263         }
1264
1265         /* We are on the job!  Extract and invoke ready callbacks. */
1266         sdp->srcu_cblist_invoking = true;
1267         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&sdp->srcu_cblist, &ready_cbs);
1268         len = ready_cbs.len;
1269         spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1270         rhp = rcu_cblist_dequeue(&ready_cbs);
1271         for (; rhp != NULL; rhp = rcu_cblist_dequeue(&ready_cbs)) {
1272                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
1273                 local_bh_disable();
1274                 rhp->func(rhp);
1275                 local_bh_enable();
1276         }
1277         WARN_ON_ONCE(ready_cbs.len);
1278
1279         /*
1280          * Update counts, accelerate new callbacks, and if needed,
1281          * schedule another round of callback invocation.
1282          */
1283         spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1284         rcu_segcblist_add_len(&sdp->srcu_cblist, -len);
1285         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist,
1286                                        rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq));
1287         sdp->srcu_cblist_invoking = false;
1288         more = rcu_segcblist_ready_cbs(&sdp->srcu_cblist);
1289         spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1290         if (more)
1291                 srcu_schedule_cbs_sdp(sdp, 0);
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Finished one round of SRCU grace period.  Start another if there are
1296  * more SRCU callbacks queued, otherwise put SRCU into not-running state.
1297  */
1298 static void srcu_reschedule(struct srcu_struct *ssp, unsigned long delay)
1299 {
1300         bool pushgp = true;
1301
1302         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1303         if (ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
1304                 if (!WARN_ON_ONCE(rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq))) {
1305                         /* All requests fulfilled, time to go idle. */
1306                         pushgp = false;
1307                 }
1308         } else if (!rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq)) {
1309                 /* Outstanding request and no GP.  Start one. */
1310                 srcu_gp_start(ssp);
1311         }
1312         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1313
1314         if (pushgp)
1315                 queue_delayed_work(rcu_gp_wq, &ssp->work, delay);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * This is the work-queue function that handles SRCU grace periods.
1320  */
1321 static void process_srcu(struct work_struct *work)
1322 {
1323         struct srcu_struct *ssp;
1324
1325         ssp = container_of(work, struct srcu_struct, work.work);
1326
1327         srcu_advance_state(ssp);
1328         srcu_reschedule(ssp, srcu_get_delay(ssp));
1329 }
1330
1331 void srcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type,
1332                              struct srcu_struct *ssp, int *flags,
1333                              unsigned long *gp_seq)
1334 {
1335         if (test_type != SRCU_FLAVOR)
1336                 return;
1337         *flags = 0;
1338         *gp_seq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcutorture_get_gp_data);
1341
1342 void srcu_torture_stats_print(struct srcu_struct *ssp, char *tt, char *tf)
1343 {
1344         int cpu;
1345         int idx;
1346         unsigned long s0 = 0, s1 = 0;
1347
1348         idx = ssp->srcu_idx & 0x1;
1349         pr_alert("%s%s Tree SRCU g%ld per-CPU(idx=%d):",
1350                  tt, tf, rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq), idx);
1351         for_each_possible_cpu(cpu) {
1352                 unsigned long l0, l1;
1353                 unsigned long u0, u1;
1354                 long c0, c1;
1355                 struct srcu_data *sdp;
1356
1357                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
1358                 u0 = data_race(sdp->srcu_unlock_count[!idx]);
1359                 u1 = data_race(sdp->srcu_unlock_count[idx]);
1360
1361                 /*
1362                  * Make sure that a lock is always counted if the corresponding
1363                  * unlock is counted.
1364                  */
1365                 smp_rmb();
1366
1367                 l0 = data_race(sdp->srcu_lock_count[!idx]);
1368                 l1 = data_race(sdp->srcu_lock_count[idx]);
1369
1370                 c0 = l0 - u0;
1371                 c1 = l1 - u1;
1372                 pr_cont(" %d(%ld,%ld %c)",
1373                         cpu, c0, c1,
1374                         "C."[rcu_segcblist_empty(&sdp->srcu_cblist)]);
1375                 s0 += c0;
1376                 s1 += c1;
1377         }
1378         pr_cont(" T(%ld,%ld)\n", s0, s1);
1379 }
1380 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_torture_stats_print);
1381
1382 static int __init srcu_bootup_announce(void)
1383 {
1384         pr_info("Hierarchical SRCU implementation.\n");
1385         if (exp_holdoff != DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF)
1386                 pr_info("\tNon-default auto-expedite holdoff of %lu ns.\n", exp_holdoff);
1387         return 0;
1388 }
1389 early_initcall(srcu_bootup_announce);
1390
1391 void __init srcu_init(void)
1392 {
1393         struct srcu_struct *ssp;
1394
1395         srcu_init_done = true;
1396         while (!list_empty(&srcu_boot_list)) {
1397                 ssp = list_first_entry(&srcu_boot_list, struct srcu_struct,
1398                                       work.work.entry);
1399                 check_init_srcu_struct(ssp);
1400                 list_del_init(&ssp->work.work.entry);
1401                 queue_work(rcu_gp_wq, &ssp->work.work);
1402         }
1403 }
1404
1405 #ifdef CONFIG_MODULES
1406
1407 /* Initialize any global-scope srcu_struct structures used by this module. */
1408 static int srcu_module_coming(struct module *mod)
1409 {
1410         int i;
1411         struct srcu_struct **sspp = mod->srcu_struct_ptrs;
1412         int ret;
1413
1414         for (i = 0; i < mod->num_srcu_structs; i++) {
1415                 ret = init_srcu_struct(*(sspp++));
1416                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
1417                         return ret;
1418         }
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 /* Clean up any global-scope srcu_struct structures used by this module. */
1423 static void srcu_module_going(struct module *mod)
1424 {
1425         int i;
1426         struct srcu_struct **sspp = mod->srcu_struct_ptrs;
1427
1428         for (i = 0; i < mod->num_srcu_structs; i++)
1429                 cleanup_srcu_struct(*(sspp++));
1430 }
1431
1432 /* Handle one module, either coming or going. */
1433 static int srcu_module_notify(struct notifier_block *self,
1434                               unsigned long val, void *data)
1435 {
1436         struct module *mod = data;
1437         int ret = 0;
1438
1439         switch (val) {
1440         case MODULE_STATE_COMING:
1441                 ret = srcu_module_coming(mod);
1442                 break;
1443         case MODULE_STATE_GOING:
1444                 srcu_module_going(mod);
1445                 break;
1446         default:
1447                 break;
1448         }
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 static struct notifier_block srcu_module_nb = {
1453         .notifier_call = srcu_module_notify,
1454         .priority = 0,
1455 };
1456
1457 static __init int init_srcu_module_notifier(void)
1458 {
1459         int ret;
1460
1461         ret = register_module_notifier(&srcu_module_nb);
1462         if (ret)
1463                 pr_warn("Failed to register srcu module notifier\n");
1464         return ret;
1465 }
1466 late_initcall(init_srcu_module_notifier);
1467
1468 #endif /* #ifdef CONFIG_MODULES */