rcu: Don't scan root rcu_node structure for stalled tasks
[linux-drm-fsl-dcu.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.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.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 <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 struct rcu_state sname##_state = { \
95         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
96         .call = cr, \
97         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
101         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
102         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
105         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
106         .abbr = sabbr, \
107 }; \
108 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data)
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
156 static void invoke_rcu_core(void);
157 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
158
159 /*
160  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
161  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
162  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
163  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
164  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
165  * These variables enable correlating rcutorture output with the
166  * RCU tracing information.
167  */
168 unsigned long rcutorture_testseq;
169 unsigned long rcutorture_vernum;
170
171 /*
172  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
173  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
174  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
175  */
176 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
177 {
178         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
179 }
180
181 /*
182  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
183  * how many quiescent states passed, just if there was at least
184  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
185  * The caller must have disabled preemption.
186  */
187 void rcu_sched_qs(void)
188 {
189         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
190                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
191                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
192                                        TPS("cpuqs"));
193                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
194         }
195 }
196
197 void rcu_bh_qs(void)
198 {
199         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
200                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
201                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
202                                        TPS("cpuqs"));
203                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
204         }
205 }
206
207 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
208
209 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
210         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
211         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
212 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
213         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
214         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
215 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
216 };
217
218 /*
219  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
220  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
221  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
222  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
223  * this CPU might (or might not) do in the near future.
224  *
225  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
226  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
227  * by two.
228  */
229 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
230 {
231         unsigned long flags;
232         struct rcu_data *rdp;
233         struct rcu_dynticks *rdtp;
234         int resched_mask;
235         struct rcu_state *rsp;
236
237         local_irq_save(flags);
238
239         /*
240          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
241          * the flag will be set again after some delay.
242          */
243         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
244         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
245
246         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
247         for_each_rcu_flavor(rsp) {
248                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
249                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
250                         continue;
251                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
252                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
253                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
254                         continue;
255
256                 /*
257                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
258                  * This allows the grace-period kthread to record the
259                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
260                  * further.
261                  */
262                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
263                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
264                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
265                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
266                 break;
267         }
268         local_irq_restore(flags);
269 }
270
271 /*
272  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
273  * and requires special handling for preemptible RCU.
274  * The caller must have disabled preemption.
275  */
276 void rcu_note_context_switch(void)
277 {
278         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
279         rcu_sched_qs();
280         rcu_preempt_note_context_switch();
281         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
282                 rcu_momentary_dyntick_idle();
283         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
284 }
285 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
286
287 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
288 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
289 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
290
291 module_param(blimit, long, 0444);
292 module_param(qhimark, long, 0444);
293 module_param(qlowmark, long, 0444);
294
295 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
296 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
297
298 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
299 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
300
301 /*
302  * How long the grace period must be before we start recruiting
303  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
304  */
305 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
306 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
307
308 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
309                                   struct rcu_data *rdp);
310 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
311                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
312                                   unsigned long *maxj),
313                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
314 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
315 static int rcu_pending(void);
316
317 /*
318  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
319  */
320 long rcu_batches_completed_sched(void)
321 {
322         return rcu_sched_state.completed;
323 }
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
325
326 /*
327  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
328  */
329 long rcu_batches_completed_bh(void)
330 {
331         return rcu_bh_state.completed;
332 }
333 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
334
335 /*
336  * Force a quiescent state.
337  */
338 void rcu_force_quiescent_state(void)
339 {
340         force_quiescent_state(rcu_state_p);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
343
344 /*
345  * Force a quiescent state for RCU BH.
346  */
347 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
348 {
349         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
350 }
351 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
352
353 /*
354  * Show the state of the grace-period kthreads.
355  */
356 void show_rcu_gp_kthreads(void)
357 {
358         struct rcu_state *rsp;
359
360         for_each_rcu_flavor(rsp) {
361                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
362                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
363                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
364         }
365 }
366 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
367
368 /*
369  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
370  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
371  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
372  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
373  * store this state in rcutorture itself.
374  */
375 void rcutorture_record_test_transition(void)
376 {
377         rcutorture_testseq++;
378         rcutorture_vernum = 0;
379 }
380 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
381
382 /*
383  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
384  */
385 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
386                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
387 {
388         struct rcu_state *rsp = NULL;
389
390         switch (test_type) {
391         case RCU_FLAVOR:
392                 rsp = rcu_state_p;
393                 break;
394         case RCU_BH_FLAVOR:
395                 rsp = &rcu_bh_state;
396                 break;
397         case RCU_SCHED_FLAVOR:
398                 rsp = &rcu_sched_state;
399                 break;
400         default:
401                 break;
402         }
403         if (rsp != NULL) {
404                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
405                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
406                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
407                 return;
408         }
409         *flags = 0;
410         *gpnum = 0;
411         *completed = 0;
412 }
413 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
414
415 /*
416  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
417  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
418  * messages.
419  */
420 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
421 {
422         rcutorture_vernum++;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
425
426 /*
427  * Force a quiescent state for RCU-sched.
428  */
429 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
430 {
431         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
434
435 /*
436  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
437  */
438 static int
439 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
440 {
441         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
442                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
443 }
444
445 /*
446  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
447  */
448 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
449 {
450         return &rsp->node[0];
451 }
452
453 /*
454  * Is there any need for future grace periods?
455  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
456  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
457  */
458 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
459 {
460         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
461         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
462         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
463
464         return ACCESS_ONCE(*fp);
465 }
466
467 /*
468  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
469  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
470  * normal callback registry.
471  */
472 static int
473 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
474 {
475         int i;
476
477         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
478                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
479         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
480                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
481         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
482                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
483         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
484                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
485         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
486                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
487                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
488                                  rdp->nxtcompleted[i]))
489                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
490         return 0; /* No grace period needed. */
491 }
492
493 /*
494  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
495  *
496  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
497  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
498  * The caller must have disabled interrupts.
499  */
500 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
501 {
502         struct rcu_state *rsp;
503         struct rcu_data *rdp;
504         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
505
506         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
507         if (!user && !is_idle_task(current)) {
508                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
509                         idle_task(smp_processor_id());
510
511                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
512                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
513                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
514                           current->pid, current->comm,
515                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
516         }
517         for_each_rcu_flavor(rsp) {
518                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
519                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
520         }
521         rcu_prepare_for_idle();
522         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
523         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
524         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
525         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
526         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
527         rcu_dynticks_task_enter();
528
529         /*
530          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
531          * in an RCU read-side critical section.
532          */
533         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
534                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
535         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
536                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
537         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
538                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
539 }
540
541 /*
542  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
543  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
544  */
545 static void rcu_eqs_enter(bool user)
546 {
547         long long oldval;
548         struct rcu_dynticks *rdtp;
549
550         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
551         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
552         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
553         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
554                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
555                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
556         } else {
557                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
558         }
559 }
560
561 /**
562  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
563  *
564  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
565  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
566  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
567  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
568  *
569  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
570  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
571  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
572  */
573 void rcu_idle_enter(void)
574 {
575         unsigned long flags;
576
577         local_irq_save(flags);
578         rcu_eqs_enter(false);
579         rcu_sysidle_enter(0);
580         local_irq_restore(flags);
581 }
582 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
583
584 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
585 /**
586  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
587  *
588  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
589  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
590  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
591  * when the CPU runs in userspace.
592  */
593 void rcu_user_enter(void)
594 {
595         rcu_eqs_enter(1);
596 }
597 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
598
599 /**
600  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
601  *
602  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
603  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
604  * sections can occur.
605  *
606  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
607  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
608  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
609  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
610  *
611  * Use things like work queues to work around this limitation.
612  *
613  * You have been warned.
614  */
615 void rcu_irq_exit(void)
616 {
617         unsigned long flags;
618         long long oldval;
619         struct rcu_dynticks *rdtp;
620
621         local_irq_save(flags);
622         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
623         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
624         rdtp->dynticks_nesting--;
625         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
626         if (rdtp->dynticks_nesting)
627                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
628         else
629                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
630         rcu_sysidle_enter(1);
631         local_irq_restore(flags);
632 }
633
634 /*
635  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
636  *
637  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
638  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
639  * The caller must have disabled interrupts.
640  */
641 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
642 {
643         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
644
645         rcu_dynticks_task_exit();
646         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
647         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
648         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
649         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
650         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
651         rcu_cleanup_after_idle();
652         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
653         if (!user && !is_idle_task(current)) {
654                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
655                         idle_task(smp_processor_id());
656
657                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
658                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
659                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
660                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
661                           current->pid, current->comm,
662                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
663         }
664 }
665
666 /*
667  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
668  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
669  */
670 static void rcu_eqs_exit(bool user)
671 {
672         struct rcu_dynticks *rdtp;
673         long long oldval;
674
675         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
676         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
677         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
678         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
679                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
680         } else {
681                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
682                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
683         }
684 }
685
686 /**
687  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
688  *
689  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
690  * read-side critical sections can occur.
691  *
692  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
693  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
694  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
695  * now starting.
696  */
697 void rcu_idle_exit(void)
698 {
699         unsigned long flags;
700
701         local_irq_save(flags);
702         rcu_eqs_exit(false);
703         rcu_sysidle_exit(0);
704         local_irq_restore(flags);
705 }
706 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
707
708 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
709 /**
710  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
711  *
712  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
713  * run a RCU read side critical section anytime.
714  */
715 void rcu_user_exit(void)
716 {
717         rcu_eqs_exit(1);
718 }
719 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
720
721 /**
722  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
723  *
724  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
725  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
726  * sections can occur.
727  *
728  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
729  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
730  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
731  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
732  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
733  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
734  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
735  *
736  * Use things like work queues to work around this limitation.
737  *
738  * You have been warned.
739  */
740 void rcu_irq_enter(void)
741 {
742         unsigned long flags;
743         struct rcu_dynticks *rdtp;
744         long long oldval;
745
746         local_irq_save(flags);
747         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
748         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
749         rdtp->dynticks_nesting++;
750         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
751         if (oldval)
752                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
753         else
754                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
755         rcu_sysidle_exit(1);
756         local_irq_restore(flags);
757 }
758
759 /**
760  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
761  *
762  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
763  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
764  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
765  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
766  * run out of stack space first.)
767  */
768 void rcu_nmi_enter(void)
769 {
770         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
771         int incby = 2;
772
773         /* Complain about underflow. */
774         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
775
776         /*
777          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
778          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
779          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
780          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
781          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
782          * period (observation due to Andy Lutomirski).
783          */
784         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
785                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
786                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
787                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
788                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
789                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
790                 incby = 1;
791         }
792         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
793         barrier();
794 }
795
796 /**
797  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
798  *
799  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
800  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
801  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
802  * being RCU-idle.
803  */
804 void rcu_nmi_exit(void)
805 {
806         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
807
808         /*
809          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
810          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
811          * to us!)
812          */
813         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
814         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
815
816         /*
817          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
818          * leave it in non-RCU-idle state.
819          */
820         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
821                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
822                 return;
823         }
824
825         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
826         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
827         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
828         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
829         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
830         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
831         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
832 }
833
834 /**
835  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
836  *
837  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
838  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
839  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
840  * least disabled preemption.
841  */
842 bool notrace __rcu_is_watching(void)
843 {
844         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
845 }
846
847 /**
848  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
849  *
850  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
851  * or NMI handler, return true.
852  */
853 bool notrace rcu_is_watching(void)
854 {
855         bool ret;
856
857         preempt_disable();
858         ret = __rcu_is_watching();
859         preempt_enable();
860         return ret;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
863
864 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
865
866 /*
867  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
868  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
869  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
870  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
871  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
872  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
873  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
874  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
875  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
876  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
877  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
878  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
879  * notifiers.
880  *
881  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
882  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
883  *
884  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
885  * errors from NMI handlers anyway.
886  */
887 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
888 {
889         struct rcu_data *rdp;
890         struct rcu_node *rnp;
891         bool ret;
892
893         if (in_nmi())
894                 return true;
895         preempt_disable();
896         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
897         rnp = rdp->mynode;
898         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
899               !rcu_scheduler_fully_active;
900         preempt_enable();
901         return ret;
902 }
903 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
904
905 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
906
907 /**
908  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
909  *
910  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
911  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
912  * disabled preemption.
913  */
914 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
915 {
916         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
917 }
918
919 /*
920  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
921  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
922  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
923  */
924 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
925                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
926 {
927         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
928         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
929         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
930                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
931                 return 1;
932         } else {
933                 return 0;
934         }
935 }
936
937 /*
938  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
939  * that context switches can allow the state machine to make progress.
940  */
941 extern void resched_cpu(int cpu);
942
943 /*
944  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
945  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
946  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
947  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
948  */
949 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
950                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
951 {
952         unsigned int curr;
953         int *rcrmp;
954         unsigned int snap;
955
956         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
957         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
958
959         /*
960          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
961          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
962          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
963          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
964          * read-side critical section that started before the beginning
965          * of the current RCU grace period.
966          */
967         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
968                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
969                 rdp->dynticks_fqs++;
970                 return 1;
971         }
972
973         /*
974          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
975          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
976          * state: If we see it offline even once, it has been through a
977          * quiescent state.
978          *
979          * The reason for insisting that the grace period be at least
980          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
981          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
982          * sections.
983          */
984         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
985                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
986         barrier();
987         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
988                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
989                 rdp->offline_fqs++;
990                 return 1;
991         }
992
993         /*
994          * A CPU running for an extended time within the kernel can
995          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
996          * even context-switching back and forth between a pair of
997          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
998          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
999          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1000          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1001          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1002          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1003          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1004          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1005          * there are at most four threads involved, and because the
1006          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1007          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1008          * quite low.
1009          *
1010          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1011          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1012          * warning delay.
1013          */
1014         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1015         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1016                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1017             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1018                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1019                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
1020                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
1021                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1022                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
1023                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
1024                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1025                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1026                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1027                         /* Time to beat on that CPU again! */
1028                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1029                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1030                 }
1031         }
1032
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1037 {
1038         unsigned long j = jiffies;
1039         unsigned long j1;
1040
1041         rsp->gp_start = j;
1042         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1043         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1044         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1045         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1050  */
1051 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1052 {
1053         int cpu;
1054         unsigned long flags;
1055         struct rcu_node *rnp;
1056
1057         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1058                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1059                 if (rnp->qsmask != 0) {
1060                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1061                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1062                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1063                 }
1064                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1065         }
1066 }
1067
1068 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1069 {
1070         int cpu;
1071         long delta;
1072         unsigned long flags;
1073         int ndetected = 0;
1074         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1075         long totqlen = 0;
1076
1077         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1078
1079         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1080         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1081         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1082                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1083                 return;
1084         }
1085         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1086         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1087
1088         /*
1089          * OK, time to rat on our buddy...
1090          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1091          * RCU CPU stall warnings.
1092          */
1093         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1094                rsp->name);
1095         print_cpu_stall_info_begin();
1096         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1097                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1098                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1099                 if (rnp->qsmask != 0) {
1100                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1101                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1102                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1103                                                              rnp->grplo + cpu);
1104                                         ndetected++;
1105                                 }
1106                 }
1107                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1108         }
1109
1110         print_cpu_stall_info_end();
1111         for_each_possible_cpu(cpu)
1112                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1113         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1114                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1115                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1116         if (ndetected == 0)
1117                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1118         else
1119                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1120
1121         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1122
1123         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1124
1125         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1126 }
1127
1128 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1129 {
1130         int cpu;
1131         unsigned long flags;
1132         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1133         long totqlen = 0;
1134
1135         /*
1136          * OK, time to rat on ourselves...
1137          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1138          * RCU CPU stall warnings.
1139          */
1140         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1141         print_cpu_stall_info_begin();
1142         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1143         print_cpu_stall_info_end();
1144         for_each_possible_cpu(cpu)
1145                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1146         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1147                 jiffies - rsp->gp_start,
1148                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1149         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1150
1151         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1152         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1153                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1154                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1155         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1156
1157         /*
1158          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1159          *
1160          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1161          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1162          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1163          */
1164         resched_cpu(smp_processor_id());
1165 }
1166
1167 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1168 {
1169         unsigned long completed;
1170         unsigned long gpnum;
1171         unsigned long gps;
1172         unsigned long j;
1173         unsigned long js;
1174         struct rcu_node *rnp;
1175
1176         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1177                 return;
1178         j = jiffies;
1179
1180         /*
1181          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1182          *
1183          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1184          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1185          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1186          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1187          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1188          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1189          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1190          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1191          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1192          * from rsp->gpnum.
1193          *
1194          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1195          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1196          */
1197         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1198         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1199         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1200         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1201         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1202         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1203         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1204         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1205             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1206             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1207                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1208         rnp = rdp->mynode;
1209         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1210             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1211
1212                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1213                 print_cpu_stall(rsp);
1214
1215         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1216                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1217
1218                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1219                 print_other_cpu_stall(rsp);
1220         }
1221 }
1222
1223 /**
1224  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1225  *
1226  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1227  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1228  * RCU grace periods.
1229  *
1230  * The caller must disable hard irqs.
1231  */
1232 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1233 {
1234         struct rcu_state *rsp;
1235
1236         for_each_rcu_flavor(rsp)
1237                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1242  */
1243 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1244 {
1245         int i;
1246
1247         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1248                 return;
1249         rdp->nxtlist = NULL;
1250         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1251                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1256  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1257  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1258  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1259  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1260  *
1261  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1262  */
1263 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1264                                        struct rcu_node *rnp)
1265 {
1266         /*
1267          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1268          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1269          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1270          * period might have started, but just not yet gotten around
1271          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1272          */
1273         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1274                 return rnp->completed + 1;
1275
1276         /*
1277          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1278          * then the subsequent full grace period.
1279          */
1280         return rnp->completed + 2;
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1285  * rcu_nocb_wait_gp().
1286  */
1287 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1288                                 unsigned long c, const char *s)
1289 {
1290         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1291                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1292                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1297  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1298  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1299  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1300  *
1301  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1302  */
1303 static bool __maybe_unused
1304 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1305                     unsigned long *c_out)
1306 {
1307         unsigned long c;
1308         int i;
1309         bool ret = false;
1310         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1311
1312         /*
1313          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1314          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1315          */
1316         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1317         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1318         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1319                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1320                 goto out;
1321         }
1322
1323         /*
1324          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1325          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1326          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1327          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1328          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1329          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1330          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1331          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1332          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1333          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1334          * doing some extra useless work.
1335          */
1336         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1337             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1338                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1339                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1340                 goto out;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1345          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1346          * start one (if needed).
1347          */
1348         if (rnp != rnp_root) {
1349                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1350                 smp_mb__after_unlock_lock();
1351         }
1352
1353         /*
1354          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1355          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1356          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1357          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1358          */
1359         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1360         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1361                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1362                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1363
1364         /*
1365          * If the needed for the required grace period is already
1366          * recorded, trace and leave.
1367          */
1368         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1369                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1370                 goto unlock_out;
1371         }
1372
1373         /* Record the need for the future grace period. */
1374         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1375
1376         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1377         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1378                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1379         } else {
1380                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1381                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1382         }
1383 unlock_out:
1384         if (rnp != rnp_root)
1385                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1386 out:
1387         if (c_out != NULL)
1388                 *c_out = c;
1389         return ret;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1394  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1395  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1396  * waiting for this grace period to complete.
1397  */
1398 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1399 {
1400         int c = rnp->completed;
1401         int needmore;
1402         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1403
1404         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1405         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1406         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1407         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1408                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1409         return needmore;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1414  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1415  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1416  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1417  * a kthread that has not yet been created.
1418  */
1419 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1420 {
1421         if (current == rsp->gp_kthread ||
1422             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1423             !rsp->gp_kthread)
1424                 return;
1425         wake_up(&rsp->gp_wq);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1430  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1431  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1432  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1433  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1434  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1435  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1436  * awaken the RCU grace-period kthread.
1437  *
1438  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1439  */
1440 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1441                                struct rcu_data *rdp)
1442 {
1443         unsigned long c;
1444         int i;
1445         bool ret;
1446
1447         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1448         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1449                 return false;
1450
1451         /*
1452          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1453          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1454          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1455          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1456          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1457          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1458          *
1459          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1460          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1461          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1462          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1463          * been assigned a ->completed number.
1464          */
1465         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1466         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1467                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1468                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1469                         break;
1470
1471         /*
1472          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1473          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1474          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1475          * be grouped into.
1476          */
1477         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1478                 return false;
1479
1480         /*
1481          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1482          * full grace period and group them all in the sublist initially
1483          * indexed by "i".
1484          */
1485         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1486                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1487                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1488         }
1489         /* Record any needed additional grace periods. */
1490         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1491
1492         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1493         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1494                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1495         else
1496                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1497         return ret;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1502  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1503  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1504  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1505  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1506  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1507  *
1508  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1509  */
1510 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1511                             struct rcu_data *rdp)
1512 {
1513         int i, j;
1514
1515         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1516         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1517                 return false;
1518
1519         /*
1520          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1521          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1522          */
1523         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1524                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1525                         break;
1526                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1527         }
1528         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1529         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1530                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1531
1532         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1533         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1534                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1535                         break;
1536                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1537                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1538         }
1539
1540         /* Classify any remaining callbacks. */
1541         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1546  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1547  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1548  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1549  */
1550 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1551                               struct rcu_data *rdp)
1552 {
1553         bool ret;
1554
1555         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1556         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1557
1558                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1559                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1560
1561         } else {
1562
1563                 /* Advance callbacks. */
1564                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1565
1566                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1567                 rdp->completed = rnp->completed;
1568                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1569         }
1570
1571         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1572                 /*
1573                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1574                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1575                  * go looking for one.
1576                  */
1577                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1578                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1579                 rdp->passed_quiesce = 0;
1580                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1581                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1582         }
1583         return ret;
1584 }
1585
1586 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1587 {
1588         unsigned long flags;
1589         bool needwake;
1590         struct rcu_node *rnp;
1591
1592         local_irq_save(flags);
1593         rnp = rdp->mynode;
1594         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1595              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1596             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1597                 local_irq_restore(flags);
1598                 return;
1599         }
1600         smp_mb__after_unlock_lock();
1601         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1602         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1603         if (needwake)
1604                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1609  */
1610 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1611 {
1612         struct rcu_data *rdp;
1613         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1614
1615         rcu_bind_gp_kthread();
1616         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1617         smp_mb__after_unlock_lock();
1618         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1619                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1620                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1621                 return 0;
1622         }
1623         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1624
1625         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1626                 /*
1627                  * Grace period already in progress, don't start another.
1628                  * Not supposed to be able to happen.
1629                  */
1630                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1631                 return 0;
1632         }
1633
1634         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1635         record_gp_stall_check_time(rsp);
1636         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1637         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1638         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1639         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1640
1641         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1642         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1643         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1644
1645         /*
1646          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1647          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1648          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1649          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1650          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1651          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1652          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1653          * CPU-hotplug operations.
1654          *
1655          * The grace period cannot complete until the initialization
1656          * process finishes, because this kthread handles both.
1657          */
1658         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1659                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1660                 smp_mb__after_unlock_lock();
1661                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1662                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1663                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1664                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1665                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1666                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1667                 if (rnp == rdp->mynode)
1668                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1669                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1670                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1671                                             rnp->level, rnp->grplo,
1672                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1673                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1674                 cond_resched_rcu_qs();
1675         }
1676
1677         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1678         return 1;
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Do one round of quiescent-state forcing.
1683  */
1684 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1685 {
1686         int fqs_state = fqs_state_in;
1687         bool isidle = false;
1688         unsigned long maxj;
1689         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1690
1691         rsp->n_force_qs++;
1692         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1693                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1694                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1695                         isidle = true;
1696                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1697                 }
1698                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1699                              &isidle, &maxj);
1700                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1701                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1702         } else {
1703                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1704                 isidle = false;
1705                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1706         }
1707         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1708         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1709                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1710                 smp_mb__after_unlock_lock();
1711                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1712                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1713                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1714         }
1715         return fqs_state;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Clean up after the old grace period.
1720  */
1721 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1722 {
1723         unsigned long gp_duration;
1724         bool needgp = false;
1725         int nocb = 0;
1726         struct rcu_data *rdp;
1727         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1728
1729         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1730         smp_mb__after_unlock_lock();
1731         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1732         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1733                 rsp->gp_max = gp_duration;
1734
1735         /*
1736          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1737          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1738          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1739          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1740          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1741          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1742          */
1743         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1744
1745         /*
1746          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1747          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1748          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1749          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1750          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1751          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1752          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1753          */
1754         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1755                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1756                 smp_mb__after_unlock_lock();
1757                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1758                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1759                 if (rnp == rdp->mynode)
1760                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1761                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1762                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1763                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1764                 cond_resched_rcu_qs();
1765         }
1766         rnp = rcu_get_root(rsp);
1767         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1768         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1769         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1770
1771         /* Declare grace period done. */
1772         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1773         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1774         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1775         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1776         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1777         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1778         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1779                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1780                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1781                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1782                                        TPS("newreq"));
1783         }
1784         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Body of kthread that handles grace periods.
1789  */
1790 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1791 {
1792         int fqs_state;
1793         int gf;
1794         unsigned long j;
1795         int ret;
1796         struct rcu_state *rsp = arg;
1797         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1798
1799         for (;;) {
1800
1801                 /* Handle grace-period start. */
1802                 for (;;) {
1803                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1804                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1805                                                TPS("reqwait"));
1806                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1807                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1808                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1809                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1810                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1811                         if (rcu_gp_init(rsp))
1812                                 break;
1813                         cond_resched_rcu_qs();
1814                         WARN_ON(signal_pending(current));
1815                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1816                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1817                                                TPS("reqwaitsig"));
1818                 }
1819
1820                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1821                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1822                 j = jiffies_till_first_fqs;
1823                 if (j > HZ) {
1824                         j = HZ;
1825                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1826                 }
1827                 ret = 0;
1828                 for (;;) {
1829                         if (!ret)
1830                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1831                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1832                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1833                                                TPS("fqswait"));
1834                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1835                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1836                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1837                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1838                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1839                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1840                                         j);
1841                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1842                         /* If grace period done, leave loop. */
1843                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1844                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1845                                 break;
1846                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1847                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1848                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1849                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1850                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1851                                                        TPS("fqsstart"));
1852                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1853                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1854                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1855                                                        TPS("fqsend"));
1856                                 cond_resched_rcu_qs();
1857                         } else {
1858                                 /* Deal with stray signal. */
1859                                 cond_resched_rcu_qs();
1860                                 WARN_ON(signal_pending(current));
1861                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1862                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1863                                                        TPS("fqswaitsig"));
1864                         }
1865                         j = jiffies_till_next_fqs;
1866                         if (j > HZ) {
1867                                 j = HZ;
1868                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1869                         } else if (j < 1) {
1870                                 j = 1;
1871                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1872                         }
1873                 }
1874
1875                 /* Handle grace-period end. */
1876                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1877         }
1878 }
1879
1880 /*
1881  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1882  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1883  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1884  *
1885  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1886  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1887  * quiescent state.
1888  *
1889  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1890  */
1891 static bool
1892 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1893                       struct rcu_data *rdp)
1894 {
1895         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1896                 /*
1897                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1898                  * task, this CPU does not need another grace period,
1899                  * or a grace period is already in progress.
1900                  * Either way, don't start a new grace period.
1901                  */
1902                 return false;
1903         }
1904         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1905         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1906                                TPS("newreq"));
1907
1908         /*
1909          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1910          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1911          * the wakeup to our caller.
1912          */
1913         return true;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1918  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1919  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1920  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1921  * that is encountered beforehand.
1922  *
1923  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1924  */
1925 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1926 {
1927         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1928         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1929         bool ret = false;
1930
1931         /*
1932          * If there is no grace period in progress right now, any
1933          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1934          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1935          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1936          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1937          * then start the grace period!
1938          */
1939         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1940         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1941         return ret;
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1946  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1947  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1948  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1949  * is released before return.
1950  */
1951 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1952         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1953 {
1954         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1955         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1956         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1961  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1962  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1963  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1964  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1965  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1966  */
1967 static void
1968 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1969                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1970         __releases(rnp->lock)
1971 {
1972         struct rcu_node *rnp_c;
1973
1974         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1975         for (;;) {
1976                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1977
1978                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1979                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1980                         return;
1981                 }
1982                 rnp->qsmask &= ~mask;
1983                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1984                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1985                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1986                                                  !!rnp->gp_tasks);
1987                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1988
1989                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1990                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1991                         return;
1992                 }
1993                 mask = rnp->grpmask;
1994                 if (rnp->parent == NULL) {
1995
1996                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1997
1998                         break;
1999                 }
2000                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2001                 rnp_c = rnp;
2002                 rnp = rnp->parent;
2003                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2004                 smp_mb__after_unlock_lock();
2005                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
2006         }
2007
2008         /*
2009          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2010          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2011          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2012          */
2013         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2018  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2019  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2020  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2021  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2022  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2023  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2024  */
2025 static void
2026 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2027 {
2028         unsigned long flags;
2029         unsigned long mask;
2030         bool needwake;
2031         struct rcu_node *rnp;
2032
2033         rnp = rdp->mynode;
2034         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2035         smp_mb__after_unlock_lock();
2036         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2037             rnp->completed == rnp->gpnum) {
2038
2039                 /*
2040                  * The grace period in which this quiescent state was
2041                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2042                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2043                  * within the current grace period.
2044                  */
2045                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2046                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2047                 return;
2048         }
2049         mask = rdp->grpmask;
2050         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2051                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2052         } else {
2053                 rdp->qs_pending = 0;
2054
2055                 /*
2056                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2057                  * callbacks can be processed during the next GP.
2058                  */
2059                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2060
2061                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2062                 if (needwake)
2063                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2064         }
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2069  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2070  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2071  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2072  */
2073 static void
2074 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2075 {
2076         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2077         note_gp_changes(rsp, rdp);
2078
2079         /*
2080          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2081          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2082          */
2083         if (!rdp->qs_pending)
2084                 return;
2085
2086         /*
2087          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2088          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2089          */
2090         if (!rdp->passed_quiesce)
2091                 return;
2092
2093         /*
2094          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2095          * judge of that).
2096          */
2097         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2098 }
2099
2100 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2101
2102 /*
2103  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2104  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2105  * ->orphan_lock.
2106  */
2107 static void
2108 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2109                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2110 {
2111         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2112         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2113                 return;
2114
2115         /*
2116          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2117          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2118          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2119          */
2120         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2121                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2122                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2123                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2124                 rdp->qlen_lazy = 0;
2125                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2126         }
2127
2128         /*
2129          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2130          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2131          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2132          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2133          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2134          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2135          * we just reset the whole thing later on.
2136          */
2137         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2138                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2139                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2140                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2141         }
2142
2143         /*
2144          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2145          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2146          * required to pass though another grace period: They are done.
2147          */
2148         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2149                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2150                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2151         }
2152
2153         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2154         init_callback_list(rdp);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2159  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2160  */
2161 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2162 {
2163         int i;
2164         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2165
2166         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2167         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2168                 return;
2169
2170         /* Do the accounting first. */
2171         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2172         rdp->qlen += rsp->qlen;
2173         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2174         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2175                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2176         rsp->qlen_lazy = 0;
2177         rsp->qlen = 0;
2178
2179         /*
2180          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2181          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2182          * we are the task doing the rcu_barrier().
2183          */
2184
2185         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2186         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2187                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2188                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2189                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2190                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2191                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2192                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2193                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2194         }
2195
2196         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2197         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2198                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2199                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2200                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2201                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2202         }
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2207  */
2208 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2209 {
2210         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2211         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2212         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2213
2214         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2215         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2216                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2217                                TPS("cpuofl"));
2218 }
2219
2220 /*
2221  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2222  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2223  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2224  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2225  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2226  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2227  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2228  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2229  * updated
2230  *
2231  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2232  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2233  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2234  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2235  * invoke it again.
2236  */
2237 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2238 {
2239         long mask;
2240         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2241
2242         if (rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2243                 return;
2244         for (;;) {
2245                 mask = rnp->grpmask;
2246                 rnp = rnp->parent;
2247                 if (!rnp)
2248                         break;
2249                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2250                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2251                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2252                 if (rnp->qsmaskinit) {
2253                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2254                         return;
2255                 }
2256                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2257         }
2258 }
2259
2260 /*
2261  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2262  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2263  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2264  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2265  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2266  */
2267 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2268 {
2269         unsigned long flags;
2270         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2271         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2272
2273         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2274         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2275
2276         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2277         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2278         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2279
2280         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2281         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2282         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2283         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2284
2285         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2286         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2287         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2288         rnp->qsmaskinit &= ~rdp->grpmask;
2289         if (rnp->qsmaskinit == 0 && !rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2290                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2291         rcu_report_qs_rnp(rdp->grpmask, rsp, rnp, flags); /* Rlses rnp->lock. */
2292         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2293                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2294                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2295         init_callback_list(rdp);
2296         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2297         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2298         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2299 }
2300
2301 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2302
2303 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2304 {
2305 }
2306
2307 static void __maybe_unused rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2308 {
2309 }
2310
2311 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2312 {
2313 }
2314
2315 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2316
2317 /*
2318  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2319  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2320  */
2321 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2322 {
2323         unsigned long flags;
2324         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2325         long bl, count, count_lazy;
2326         int i;
2327
2328         /* If no callbacks are ready, just return. */
2329         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2330                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2331                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2332                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2333                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2334                 return;
2335         }
2336
2337         /*
2338          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2339          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2340          */
2341         local_irq_save(flags);
2342         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2343         bl = rdp->blimit;
2344         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2345         list = rdp->nxtlist;
2346         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2347         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2348         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2349         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2350                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2351                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2352         local_irq_restore(flags);
2353
2354         /* Invoke callbacks. */
2355         count = count_lazy = 0;
2356         while (list) {
2357                 next = list->next;
2358                 prefetch(next);
2359                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2360                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2361                         count_lazy++;
2362                 list = next;
2363                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2364                 if (++count >= bl &&
2365                     (need_resched() ||
2366                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2367                         break;
2368         }
2369
2370         local_irq_save(flags);
2371         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2372                             is_idle_task(current),
2373                             rcu_is_callbacks_kthread());
2374
2375         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2376         if (list != NULL) {
2377                 *tail = rdp->nxtlist;
2378                 rdp->nxtlist = list;
2379                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2380                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2381                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2382                         else
2383                                 break;
2384         }
2385         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2386         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2387         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2388         rdp->n_cbs_invoked += count;
2389
2390         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2391         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2392                 rdp->blimit = blimit;
2393
2394         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2395         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2396                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2397                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2398         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2399                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2400         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2401
2402         local_irq_restore(flags);
2403
2404         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2405         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2406                 invoke_rcu_core();
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2411  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2412  * Also schedule RCU core processing.
2413  *
2414  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2415  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2416  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2417  */
2418 void rcu_check_callbacks(int user)
2419 {
2420         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2421         increment_cpu_stall_ticks();
2422         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2423
2424                 /*
2425                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2426                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2427                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2428                  * a quiescent state, so note it.
2429                  *
2430                  * No memory barrier is required here because both
2431                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2432                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2433                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2434                  */
2435
2436                 rcu_sched_qs();
2437                 rcu_bh_qs();
2438
2439         } else if (!in_softirq()) {
2440
2441                 /*
2442                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2443                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2444                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2445                  * critical section, so note it.
2446                  */
2447
2448                 rcu_bh_qs();
2449         }
2450         rcu_preempt_check_callbacks();
2451         if (rcu_pending())
2452                 invoke_rcu_core();
2453         if (user)
2454                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2455         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2460  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2461  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2462  *
2463  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2464  */
2465 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2466                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2467                                   unsigned long *maxj),
2468                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2469 {
2470         unsigned long bit;
2471         int cpu;
2472         unsigned long flags;
2473         unsigned long mask;
2474         struct rcu_node *rnp;
2475
2476         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2477                 cond_resched_rcu_qs();
2478                 mask = 0;
2479                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2480                 smp_mb__after_unlock_lock();
2481                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2482                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2483                         return;
2484                 }
2485                 if (rnp->qsmask == 0) {
2486                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2487                         continue;
2488                 }
2489                 cpu = rnp->grplo;
2490                 bit = 1;
2491                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2492                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2493                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2494                                         *isidle = false;
2495                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2496                                         mask |= bit;
2497                         }
2498                 }
2499                 if (mask != 0) {
2500
2501                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2502                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2503                         continue;
2504                 }
2505                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2506         }
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2511  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2512  */
2513 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2514 {
2515         unsigned long flags;
2516         bool ret;
2517         struct rcu_node *rnp;
2518         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2519
2520         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2521         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2522         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2523                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2524                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2525                 if (rnp_old != NULL)
2526                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2527                 if (ret) {
2528                         rsp->n_force_qs_lh++;
2529                         return;
2530                 }
2531                 rnp_old = rnp;
2532         }
2533         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2534
2535         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2536         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2537         smp_mb__after_unlock_lock();
2538         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2539         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2540                 rsp->n_force_qs_lh++;
2541                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2542                 return;  /* Someone beat us to it. */
2543         }
2544         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2545                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2546         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2547         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2548 }
2549
2550 /*
2551  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2552  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2553  * whom the rdp belongs.
2554  */
2555 static void
2556 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2557 {
2558         unsigned long flags;
2559         bool needwake;
2560         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2561
2562         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2563
2564         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2565         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2566
2567         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2568         local_irq_save(flags);
2569         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2570                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2571                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2572                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2573                 if (needwake)
2574                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2575         } else {
2576                 local_irq_restore(flags);
2577         }
2578
2579         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2580         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2581                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2582
2583         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2584         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2585 }
2586
2587 /*
2588  * Do RCU core processing for the current CPU.
2589  */
2590 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2591 {
2592         struct rcu_state *rsp;
2593
2594         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2595                 return;
2596         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2597         for_each_rcu_flavor(rsp)
2598                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2599         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2604  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2605  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2606  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2607  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2608  */
2609 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2610 {
2611         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2612                 return;
2613         if (likely(!rsp->boost)) {
2614                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2615                 return;
2616         }
2617         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2618 }
2619
2620 static void invoke_rcu_core(void)
2621 {
2622         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2623                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2628  */
2629 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2630                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2631 {
2632         bool needwake;
2633
2634         /*
2635          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2636          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2637          */
2638         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2639                 invoke_rcu_core();
2640
2641         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2642         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2643                 return;
2644
2645         /*
2646          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2647          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2648          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2649          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2650          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2651          */
2652         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2653
2654                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2655                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2656
2657                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2658                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2659                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2660
2661                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2662                         smp_mb__after_unlock_lock();
2663                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2664                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2665                         if (needwake)
2666                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2667                 } else {
2668                         /* Give the grace period a kick. */
2669                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2670                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2671                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2672                                 force_quiescent_state(rsp);
2673                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2674                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2675                 }
2676         }
2677 }
2678
2679 /*
2680  * RCU callback function to leak a callback.
2681  */
2682 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2683 {
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2688  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2689  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2690  * is expected to specify a CPU.
2691  */
2692 static void
2693 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2694            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2695 {
2696         unsigned long flags;
2697         struct rcu_data *rdp;
2698
2699         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2700         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2701                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2702                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2703                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2704                 return;
2705         }
2706         head->func = func;
2707         head->next = NULL;
2708
2709         /*
2710          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2711          * Note that we might see a beginning right after we see an
2712          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2713          * a quiescent state betweentimes.
2714          */
2715         local_irq_save(flags);
2716         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2717
2718         /* Add the callback to our list. */
2719         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2720                 int offline;
2721
2722                 if (cpu != -1)
2723                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2724                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2725                 WARN_ON_ONCE(offline);
2726                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2727                 local_irq_restore(flags);
2728                 return;
2729         }
2730         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
2731         if (lazy)
2732                 rdp->qlen_lazy++;
2733         else
2734                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2735         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2736         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2737         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2738
2739         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2740                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2741                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2742         else
2743                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2744
2745         /* Go handle any RCU core processing required. */
2746         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2747         local_irq_restore(flags);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2752  */
2753 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2754 {
2755         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2756 }
2757 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2758
2759 /*
2760  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2761  */
2762 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2763 {
2764         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2765 }
2766 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2767
2768 /*
2769  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2770  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2771  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2772  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2773  * function may only be called from __kfree_rcu().
2774  */
2775 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2776                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2777 {
2778         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2779 }
2780 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2781
2782 /*
2783  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2784  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2785  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2786  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2787  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2788  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2789  * some overhead: RCU still operates correctly.
2790  */
2791 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2792 {
2793         int ret;
2794
2795         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2796         preempt_disable();
2797         ret = num_online_cpus() <= 1;
2798         preempt_enable();
2799         return ret;
2800 }
2801
2802 /**
2803  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2804  *
2805  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2806  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2807  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2808  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2809  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2810  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2811  * rcu_read_lock_sched().
2812  *
2813  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2814  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2815  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2816  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2817  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2818  *
2819  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2820  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2821  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2822  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2823  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2824  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2825  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2826  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2827  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2828  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2829  * that are executing in the kernel.
2830  *
2831  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2832  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2833  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2834  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2835  * again only if the system has more than one CPU).
2836  *
2837  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2838  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2839  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2840  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2841  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2842  */
2843 void synchronize_sched(void)
2844 {
2845         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2846                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2847                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2848                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2849         if (rcu_blocking_is_gp())
2850                 return;
2851         if (rcu_expedited)
2852                 synchronize_sched_expedited();
2853         else
2854                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2855 }
2856 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2857
2858 /**
2859  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2860  *
2861  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2862  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2863  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2864  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2865  * and may be nested.
2866  *
2867  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2868  * on memory ordering guarantees.
2869  */
2870 void synchronize_rcu_bh(void)
2871 {
2872         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2873                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2874                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2875                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2876         if (rcu_blocking_is_gp())
2877                 return;
2878         if (rcu_expedited)
2879                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2880         else
2881                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2882 }
2883 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2884
2885 /**
2886  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2887  *
2888  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2889  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2890  * meantime.
2891  */
2892 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2893 {
2894         /*
2895          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2896          * before the load from ->gpnum.
2897          */
2898         smp_mb();  /* ^^^ */
2899
2900         /*
2901          * Make sure this load happens before the purportedly
2902          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2903          * and cond_synchronize_rcu().
2904          */
2905         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2906 }
2907 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2908
2909 /**
2910  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2911  *
2912  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2913  *
2914  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2915  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2916  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2917  *
2918  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2919  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2920  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2921  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2922  */
2923 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2924 {
2925         unsigned long newstate;
2926
2927         /*
2928          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2929          * actions the caller might carry out after we return.
2930          */
2931         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2932         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2933                 synchronize_rcu();
2934 }
2935 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2936
2937 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2938 {
2939         /*
2940          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2941          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2942          * time that it returns.
2943          *
2944          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2945          * above condition is already met when the control reaches
2946          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2947          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2948          * robustness against future implementation changes.
2949          */
2950         smp_mb(); /* See above comment block. */
2951         return 0;
2952 }
2953
2954 /**
2955  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2956  *
2957  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2958  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2959  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2960  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2961  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2962  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2963  * synchronize_sched() instead.
2964  *
2965  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2966  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2967  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2968  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2969  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2970  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2971  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2972  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2973  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2974  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2975  *
2976  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2977  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2978  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2979  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2980  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2981  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2982  * doing our work for us.
2983  *
2984  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2985  */
2986 void synchronize_sched_expedited(void)
2987 {
2988         cpumask_var_t cm;
2989         bool cma = false;
2990         int cpu;
2991         long firstsnap, s, snap;
2992         int trycount = 0;
2993         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2994
2995         /*
2996          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2997          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2998          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2999          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
3000          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
3001          * course be required on a 64-bit system.
3002          */
3003         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
3004                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
3005                          ULONG_MAX / 8)) {
3006                 synchronize_sched();
3007                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
3008                 return;
3009         }
3010
3011         /*
3012          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
3013          * full memory barrier.
3014          */
3015         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
3016         firstsnap = snap;
3017         if (!try_get_online_cpus()) {
3018                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3019                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3020                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3021                 return;
3022         }
3023         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3024
3025         /* Offline CPUs, idle CPUs, and any CPU we run on are quiescent. */
3026         cma = zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL);
3027         if (cma) {
3028                 cpumask_copy(cm, cpu_online_mask);
3029                 cpumask_clear_cpu(raw_smp_processor_id(), cm);
3030                 for_each_cpu(cpu, cm) {
3031                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3032
3033                         if (!(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3034                                 cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
3035                 }
3036                 if (cpumask_weight(cm) == 0)
3037                         goto all_cpus_idle;
3038         }
3039
3040         /*
3041          * Each pass through the following loop attempts to force a
3042          * context switch on each CPU.
3043          */
3044         while (try_stop_cpus(cma ? cm : cpu_online_mask,
3045                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3046                              NULL) == -EAGAIN) {
3047                 put_online_cpus();
3048                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3049
3050                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3051                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3052                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3053                         /* ensure test happens before caller kfree */
3054                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3055                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3056                         free_cpumask_var(cm);
3057                         return;
3058                 }
3059
3060                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3061                 if (trycount++ < 10) {
3062                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3063                 } else {
3064                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3065                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3066                         free_cpumask_var(cm);
3067                         return;
3068                 }
3069
3070                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3071                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3072                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3073                         /* ensure test happens before caller kfree */
3074                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3075                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3076                         free_cpumask_var(cm);
3077                         return;
3078                 }
3079
3080                 /*
3081                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3082                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3083                  * after they started, so our grace period works for them,
3084                  * and they started after our first try, so their grace
3085                  * period works for us.
3086                  */
3087                 if (!try_get_online_cpus()) {
3088                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3089                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3090                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3091                         free_cpumask_var(cm);
3092                         return;
3093                 }
3094                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3095                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3096         }
3097         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3098
3099 all_cpus_idle:
3100         free_cpumask_var(cm);
3101
3102         /*
3103          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3104          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3105          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3106          * than we did already did their update.
3107          */
3108         do {
3109                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3110                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3111                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3112                         /* ensure test happens before caller kfree */
3113                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3114                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3115                         break;
3116                 }
3117         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3118         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3119
3120         put_online_cpus();
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3123
3124 /*
3125  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3126  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3127  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3128  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3129  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3130  */
3131 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3132 {
3133         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3134
3135         rdp->n_rcu_pending++;
3136
3137         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3138         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3139
3140         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3141         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3142                 return 0;
3143
3144         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3145         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3146             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3147                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3148         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3149                 rdp->n_rp_report_qs++;
3150                 return 1;
3151         }
3152
3153         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3154         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3155                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3156                 return 1;
3157         }
3158
3159         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3160         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3161                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3162                 return 1;
3163         }
3164
3165         /* Has another RCU grace period completed?  */
3166         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3167                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3168                 return 1;
3169         }
3170
3171         /* Has a new RCU grace period started? */
3172         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3173                 rdp->n_rp_gp_started++;
3174                 return 1;
3175         }
3176
3177         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3178         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3179                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3180                 return 1;
3181         }
3182
3183         /* nothing to do */
3184         rdp->n_rp_need_nothing++;
3185         return 0;
3186 }
3187
3188 /*
3189  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3190  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3191  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3192  */
3193 static int rcu_pending(void)
3194 {
3195         struct rcu_state *rsp;
3196
3197         for_each_rcu_flavor(rsp)
3198                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3199                         return 1;
3200         return 0;
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3205  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3206  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3207  */
3208 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3209 {
3210         bool al = true;
3211         bool hc = false;
3212         struct rcu_data *rdp;
3213         struct rcu_state *rsp;
3214
3215         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3216                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3217                 if (!rdp->nxtlist)
3218                         continue;
3219                 hc = true;
3220                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3221                         al = false;
3222                         break;
3223                 }
3224         }
3225         if (all_lazy)
3226                 *all_lazy = al;
3227         return hc;
3228 }
3229
3230 /*
3231  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3232  * the compiler is expected to optimize this away.
3233  */
3234 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3235                                int cpu, unsigned long done)
3236 {
3237         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3238                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3239 }
3240
3241 /*
3242  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3243  * up the task executing _rcu_barrier().
3244  */
3245 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3246 {
3247         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3248         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3249
3250         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3251                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3252                 complete(&rsp->barrier_completion);
3253         } else {
3254                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3255         }
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3260  */
3261 static void rcu_barrier_func(void *type)
3262 {
3263         struct rcu_state *rsp = type;
3264         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3265
3266         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3267         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3268         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3269 }
3270
3271 /*
3272  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3273  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3274  */
3275 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3276 {
3277         int cpu;
3278         struct rcu_data *rdp;
3279         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3280         unsigned long snap_done;
3281
3282         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3283
3284         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3285         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3286
3287         /*
3288          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3289          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3290          */
3291         smp_mb();  /* See above block comment. */
3292
3293         /*
3294          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3295          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3296          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3297          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3298          */
3299         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3300         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3301
3302         /*
3303          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3304          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3305          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3306          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3307          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3308          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3309          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3310          * this for us (thank you, Linus!).
3311          */
3312         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3313                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3314                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3315                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3316                 return;
3317         }
3318
3319         /*
3320          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3321          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3322          * the increment to precede the early-exit check.
3323          */
3324         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3325         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3326         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3327         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3328
3329         /*
3330          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3331          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3332          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3333          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3334          */
3335         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3336         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3337         get_online_cpus();
3338
3339         /*
3340          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3341          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3342          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3343          */
3344         for_each_possible_cpu(cpu) {
3345                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3346                         continue;
3347                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3348                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3349                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3350                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3351                                                    rsp->n_barrier_done);
3352                         } else {
3353                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3354                                                    rsp->n_barrier_done);
3355                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3356                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3357                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3358                         }
3359                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3360                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3361                                            rsp->n_barrier_done);
3362                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3363                 } else {
3364                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3365                                            rsp->n_barrier_done);
3366                 }
3367         }
3368         put_online_cpus();
3369
3370         /*
3371          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3372          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3373          */
3374         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3375                 complete(&rsp->barrier_completion);
3376
3377         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3378         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3379         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3380         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3381         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3382         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3383
3384         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3385         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3386
3387         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3388         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3389 }
3390
3391 /**
3392  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3393  */
3394 void rcu_barrier_bh(void)
3395 {
3396         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3399
3400 /**
3401  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3402  */
3403 void rcu_barrier_sched(void)
3404 {
3405         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3406 }
3407 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3408
3409 /*
3410  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3411  */
3412 static void __init
3413 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3414 {
3415         unsigned long flags;
3416         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3417         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3418
3419         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3420         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3421         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3422         init_callback_list(rdp);
3423         rdp->qlen_lazy = 0;
3424         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3425         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3426         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3427         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3428         rdp->cpu = cpu;
3429         rdp->rsp = rsp;
3430         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3431         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3432 }
3433
3434 /*
3435  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3436  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3437  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3438  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3439  */
3440 static void
3441 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3442 {
3443         unsigned long flags;
3444         unsigned long mask;
3445         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3446         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3447
3448         /* Exclude new grace periods. */
3449         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3450
3451         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3452         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3453         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3454         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3455         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3456         rdp->blimit = blimit;
3457         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3458         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3459         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3460         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3461                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3462         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3463
3464         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3465         rnp = rdp->mynode;
3466         mask = rdp->grpmask;
3467         do {
3468                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3469                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3470                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3471                 mask = rnp->grpmask;
3472                 if (rnp == rdp->mynode) {
3473                         /*
3474                          * If there is a grace period in progress, we will
3475                          * set up to wait for it next time we run the
3476                          * RCU core code.
3477                          */
3478                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3479                         rdp->completed = rnp->completed;
3480                         rdp->passed_quiesce = 0;
3481                         rdp->qs_pending = 0;
3482                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3483                 }
3484                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3485                 rnp = rnp->parent;
3486         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3487         local_irq_restore(flags);
3488
3489         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3490 }
3491
3492 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3493 {
3494         struct rcu_state *rsp;
3495
3496         for_each_rcu_flavor(rsp)
3497                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Handle CPU online/offline notification events.
3502  */
3503 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3504                                     unsigned long action, void *hcpu)
3505 {
3506         long cpu = (long)hcpu;
3507         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3508         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3509         struct rcu_state *rsp;
3510
3511         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3512         switch (action) {
3513         case CPU_UP_PREPARE:
3514         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3515                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3516                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3517                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3518                 break;
3519         case CPU_ONLINE:
3520         case CPU_DOWN_FAILED:
3521                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3522                 break;
3523         case CPU_DOWN_PREPARE:
3524                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3525                 break;
3526         case CPU_DYING:
3527         case CPU_DYING_FROZEN:
3528                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3529                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3530                 break;
3531         case CPU_DEAD:
3532         case CPU_DEAD_FROZEN:
3533         case CPU_UP_CANCELED:
3534         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3535                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3536                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3537                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3538                 }
3539                 break;
3540         default:
3541                 break;
3542         }
3543         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3544         return NOTIFY_OK;
3545 }
3546
3547 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3548                          unsigned long action, void *hcpu)
3549 {
3550         switch (action) {
3551         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3552         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3553                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3554                         rcu_expedited = 1;
3555                 break;
3556         case PM_POST_HIBERNATION:
3557         case PM_POST_SUSPEND:
3558                 rcu_expedited = 0;
3559                 break;
3560         default:
3561                 break;
3562         }
3563         return NOTIFY_OK;
3564 }
3565
3566 /*
3567  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3568  */
3569 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3570 {
3571         unsigned long flags;
3572         struct rcu_node *rnp;
3573         struct rcu_state *rsp;
3574         struct task_struct *t;
3575
3576         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3577         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3578                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3579                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3580                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3581                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3582                 rsp->gp_kthread = t;
3583                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3584         }
3585         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3586         rcu_spawn_boost_kthreads();
3587         return 0;
3588 }
3589 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3590
3591 /*
3592  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3593  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3594  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3595  * task is booting the system).  After this function is called, the
3596  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3597  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3598  */
3599 void rcu_scheduler_starting(void)
3600 {
3601         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3602         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3603         rcu_scheduler_active = 1;
3604 }
3605
3606 /*
3607  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3608  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3609  */
3610 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3611 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3612 {
3613         int i;
3614
3615         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3616         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3617                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3618 }
3619 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3620 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3621 {
3622         int ccur;
3623         int cprv;
3624         int i;
3625
3626         cprv = nr_cpu_ids;
3627         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3628                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3629                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3630                 cprv = ccur;
3631         }
3632 }
3633 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3634
3635 /*
3636  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3637  */
3638 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3639                 struct rcu_data __percpu *rda)
3640 {
3641         static const char * const buf[] = {
3642                 "rcu_node_0",
3643                 "rcu_node_1",
3644                 "rcu_node_2",
3645                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3646         static const char * const fqs[] = {
3647                 "rcu_node_fqs_0",
3648                 "rcu_node_fqs_1",
3649                 "rcu_node_fqs_2",
3650                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3651         static u8 fl_mask = 0x1;
3652         int cpustride = 1;
3653         int i;
3654         int j;
3655         struct rcu_node *rnp;
3656
3657         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3658
3659         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3660         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3661                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3662
3663         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3664
3665         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3666                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3667         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3668                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3669         rcu_init_levelspread(rsp);
3670         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3671         fl_mask <<= 1;
3672
3673         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3674
3675         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3676                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3677                 rnp = rsp->level[i];
3678                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3679                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3680                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3681                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3682                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3683                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3684                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3685                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3686                         rnp->completed = rsp->completed;
3687                         rnp->qsmask = 0;
3688                         rnp->qsmaskinit = 0;
3689                         rnp->grplo = j * cpustride;
3690                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3691                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3692                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3693                         if (i == 0) {
3694                                 rnp->grpnum = 0;
3695                                 rnp->grpmask = 0;
3696                                 rnp->parent = NULL;
3697                         } else {
3698                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3699                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3700                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3701                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3702                         }
3703                         rnp->level = i;
3704                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3705                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3706                 }
3707         }
3708
3709         rsp->rda = rda;
3710         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3711         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3712         for_each_possible_cpu(i) {
3713                 while (i > rnp->grphi)
3714                         rnp++;
3715                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3716                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3717         }
3718         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3719 }
3720
3721 /*
3722  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3723  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3724  * the ->node array in the rcu_state structure.
3725  */
3726 static void __init rcu_init_geometry(void)
3727 {
3728         ulong d;
3729         int i;
3730         int j;
3731         int n = nr_cpu_ids;
3732         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3733
3734         /*
3735          * Initialize any unspecified boot parameters.
3736          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3737          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3738          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3739          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3740          */
3741         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3742         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3743                 jiffies_till_first_fqs = d;
3744         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3745                 jiffies_till_next_fqs = d;
3746
3747         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3748         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3749             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3750                 return;
3751         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3752                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3753
3754         /*
3755          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3756          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3757          * some of the arithmetic easier.
3758          */
3759         rcu_capacity[0] = 1;
3760         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3761         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3762                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3763
3764         /*
3765          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3766          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3767          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3768          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3769          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3770          * compile-time values if these limits are exceeded.
3771          */
3772         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3773             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3774             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3775                 WARN_ON(1);
3776                 return;
3777         }
3778
3779         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3780         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3781                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3782                         for (j = 0; j <= i; j++)
3783                                 num_rcu_lvl[j] =
3784                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3785                         rcu_num_lvls = i;
3786                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3787                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3788                         break;
3789                 }
3790
3791         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3792         rcu_num_nodes = 0;
3793         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3794                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3795         rcu_num_nodes -= n;
3796 }
3797
3798 void __init rcu_init(void)
3799 {
3800         int cpu;
3801
3802         rcu_bootup_announce();
3803         rcu_init_geometry();
3804         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3805         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3806         __rcu_init_preempt();
3807         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3808
3809         /*
3810          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3811          * this is called early in boot, before either interrupts
3812          * or the scheduler are operational.
3813          */
3814         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3815         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3816         for_each_online_cpu(cpu)
3817                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3818
3819         rcu_early_boot_tests();
3820 }
3821
3822 #include "tree_plugin.h"