Merge tag 'pr-20150114-x86-entry' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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         /*
1111          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1112          * due to CPU offlining.
1113          */
1114         rnp = rcu_get_root(rsp);
1115         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1116         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1117         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1118
1119         print_cpu_stall_info_end();
1120         for_each_possible_cpu(cpu)
1121                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1122         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1123                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1124                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1125         if (ndetected == 0)
1126                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1127         else
1128                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1129
1130         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1131
1132         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1133
1134         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1135 }
1136
1137 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1138 {
1139         int cpu;
1140         unsigned long flags;
1141         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1142         long totqlen = 0;
1143
1144         /*
1145          * OK, time to rat on ourselves...
1146          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1147          * RCU CPU stall warnings.
1148          */
1149         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1150         print_cpu_stall_info_begin();
1151         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1152         print_cpu_stall_info_end();
1153         for_each_possible_cpu(cpu)
1154                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1155         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1156                 jiffies - rsp->gp_start,
1157                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1158         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1159
1160         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1161         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1162                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1163                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1164         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1165
1166         /*
1167          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1168          *
1169          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1170          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1171          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1172          */
1173         resched_cpu(smp_processor_id());
1174 }
1175
1176 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1177 {
1178         unsigned long completed;
1179         unsigned long gpnum;
1180         unsigned long gps;
1181         unsigned long j;
1182         unsigned long js;
1183         struct rcu_node *rnp;
1184
1185         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1186                 return;
1187         j = jiffies;
1188
1189         /*
1190          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1191          *
1192          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1193          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1194          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1195          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1196          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1197          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1198          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1199          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1200          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1201          * from rsp->gpnum.
1202          *
1203          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1204          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1205          */
1206         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1207         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1208         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1209         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1210         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1211         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1212         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1213         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1214             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1215             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1216                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1217         rnp = rdp->mynode;
1218         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1219             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1220
1221                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1222                 print_cpu_stall(rsp);
1223
1224         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1225                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1226
1227                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1228                 print_other_cpu_stall(rsp);
1229         }
1230 }
1231
1232 /**
1233  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1234  *
1235  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1236  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1237  * RCU grace periods.
1238  *
1239  * The caller must disable hard irqs.
1240  */
1241 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1242 {
1243         struct rcu_state *rsp;
1244
1245         for_each_rcu_flavor(rsp)
1246                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1251  */
1252 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1253 {
1254         int i;
1255
1256         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1257                 return;
1258         rdp->nxtlist = NULL;
1259         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1260                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1265  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1266  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1267  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1268  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1269  *
1270  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1271  */
1272 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1273                                        struct rcu_node *rnp)
1274 {
1275         /*
1276          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1277          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1278          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1279          * period might have started, but just not yet gotten around
1280          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1281          */
1282         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1283                 return rnp->completed + 1;
1284
1285         /*
1286          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1287          * then the subsequent full grace period.
1288          */
1289         return rnp->completed + 2;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1294  * rcu_nocb_wait_gp().
1295  */
1296 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1297                                 unsigned long c, const char *s)
1298 {
1299         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1300                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1301                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1306  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1307  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1308  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1309  *
1310  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1311  */
1312 static bool __maybe_unused
1313 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1314                     unsigned long *c_out)
1315 {
1316         unsigned long c;
1317         int i;
1318         bool ret = false;
1319         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1320
1321         /*
1322          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1323          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1324          */
1325         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1326         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1327         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1328                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1329                 goto out;
1330         }
1331
1332         /*
1333          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1334          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1335          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1336          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1337          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1338          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1339          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1340          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1341          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1342          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1343          * doing some extra useless work.
1344          */
1345         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1346             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1347                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1348                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         /*
1353          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1354          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1355          * start one (if needed).
1356          */
1357         if (rnp != rnp_root) {
1358                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1359                 smp_mb__after_unlock_lock();
1360         }
1361
1362         /*
1363          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1364          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1365          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1366          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1367          */
1368         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1369         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1370                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1371                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1372
1373         /*
1374          * If the needed for the required grace period is already
1375          * recorded, trace and leave.
1376          */
1377         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1378                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1379                 goto unlock_out;
1380         }
1381
1382         /* Record the need for the future grace period. */
1383         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1384
1385         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1386         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1387                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1388         } else {
1389                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1390                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1391         }
1392 unlock_out:
1393         if (rnp != rnp_root)
1394                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1395 out:
1396         if (c_out != NULL)
1397                 *c_out = c;
1398         return ret;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1403  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1404  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1405  * waiting for this grace period to complete.
1406  */
1407 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1408 {
1409         int c = rnp->completed;
1410         int needmore;
1411         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1412
1413         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1414         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1415         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1416         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1417                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1418         return needmore;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1423  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1424  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1425  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1426  * a kthread that has not yet been created.
1427  */
1428 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1429 {
1430         if (current == rsp->gp_kthread ||
1431             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1432             !rsp->gp_kthread)
1433                 return;
1434         wake_up(&rsp->gp_wq);
1435 }
1436
1437 /*
1438  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1439  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1440  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1441  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1442  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1443  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1444  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1445  * awaken the RCU grace-period kthread.
1446  *
1447  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1448  */
1449 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1450                                struct rcu_data *rdp)
1451 {
1452         unsigned long c;
1453         int i;
1454         bool ret;
1455
1456         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1457         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1458                 return false;
1459
1460         /*
1461          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1462          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1463          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1464          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1465          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1466          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1467          *
1468          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1469          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1470          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1471          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1472          * been assigned a ->completed number.
1473          */
1474         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1475         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1476                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1477                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1478                         break;
1479
1480         /*
1481          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1482          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1483          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1484          * be grouped into.
1485          */
1486         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1487                 return false;
1488
1489         /*
1490          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1491          * full grace period and group them all in the sublist initially
1492          * indexed by "i".
1493          */
1494         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1495                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1496                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1497         }
1498         /* Record any needed additional grace periods. */
1499         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1500
1501         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1502         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1503                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1504         else
1505                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1506         return ret;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1511  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1512  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1513  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1514  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1515  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1516  *
1517  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1518  */
1519 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1520                             struct rcu_data *rdp)
1521 {
1522         int i, j;
1523
1524         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1525         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1526                 return false;
1527
1528         /*
1529          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1530          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1531          */
1532         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1533                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1534                         break;
1535                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1536         }
1537         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1538         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1539                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1540
1541         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1542         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1543                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1544                         break;
1545                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1546                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1547         }
1548
1549         /* Classify any remaining callbacks. */
1550         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1555  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1556  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1557  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1558  */
1559 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1560                               struct rcu_data *rdp)
1561 {
1562         bool ret;
1563
1564         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1565         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1566
1567                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1568                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1569
1570         } else {
1571
1572                 /* Advance callbacks. */
1573                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1574
1575                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1576                 rdp->completed = rnp->completed;
1577                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1578         }
1579
1580         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1581                 /*
1582                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1583                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1584                  * go looking for one.
1585                  */
1586                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1587                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1588                 rdp->passed_quiesce = 0;
1589                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1590                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1591         }
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1596 {
1597         unsigned long flags;
1598         bool needwake;
1599         struct rcu_node *rnp;
1600
1601         local_irq_save(flags);
1602         rnp = rdp->mynode;
1603         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1604              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1605             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1606                 local_irq_restore(flags);
1607                 return;
1608         }
1609         smp_mb__after_unlock_lock();
1610         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1611         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1612         if (needwake)
1613                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1618  */
1619 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1620 {
1621         struct rcu_data *rdp;
1622         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1623
1624         rcu_bind_gp_kthread();
1625         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1626         smp_mb__after_unlock_lock();
1627         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1628                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1629                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1630                 return 0;
1631         }
1632         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1633
1634         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1635                 /*
1636                  * Grace period already in progress, don't start another.
1637                  * Not supposed to be able to happen.
1638                  */
1639                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1640                 return 0;
1641         }
1642
1643         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1644         record_gp_stall_check_time(rsp);
1645         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1646         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1647         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1648         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1649
1650         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1651         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1652         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1653
1654         /*
1655          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1656          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1657          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1658          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1659          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1660          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1661          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1662          * CPU-hotplug operations.
1663          *
1664          * The grace period cannot complete until the initialization
1665          * process finishes, because this kthread handles both.
1666          */
1667         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1668                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1669                 smp_mb__after_unlock_lock();
1670                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1671                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1672                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1673                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1674                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1675                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1676                 if (rnp == rdp->mynode)
1677                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1678                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1679                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1680                                             rnp->level, rnp->grplo,
1681                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1682                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1683                 cond_resched_rcu_qs();
1684         }
1685
1686         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1687         return 1;
1688 }
1689
1690 /*
1691  * Do one round of quiescent-state forcing.
1692  */
1693 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1694 {
1695         int fqs_state = fqs_state_in;
1696         bool isidle = false;
1697         unsigned long maxj;
1698         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1699
1700         rsp->n_force_qs++;
1701         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1702                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1703                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1704                         isidle = true;
1705                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1706                 }
1707                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1708                              &isidle, &maxj);
1709                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1710                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1711         } else {
1712                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1713                 isidle = false;
1714                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1715         }
1716         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1717         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1718                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1719                 smp_mb__after_unlock_lock();
1720                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1721                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1722                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1723         }
1724         return fqs_state;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Clean up after the old grace period.
1729  */
1730 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1731 {
1732         unsigned long gp_duration;
1733         bool needgp = false;
1734         int nocb = 0;
1735         struct rcu_data *rdp;
1736         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1737
1738         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1739         smp_mb__after_unlock_lock();
1740         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1741         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1742                 rsp->gp_max = gp_duration;
1743
1744         /*
1745          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1746          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1747          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1748          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1749          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1750          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1751          */
1752         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1753
1754         /*
1755          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1756          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1757          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1758          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1759          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1760          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1761          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1762          */
1763         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1764                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1765                 smp_mb__after_unlock_lock();
1766                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1767                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1768                 if (rnp == rdp->mynode)
1769                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1770                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1771                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1772                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1773                 cond_resched_rcu_qs();
1774         }
1775         rnp = rcu_get_root(rsp);
1776         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1777         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1778         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1779
1780         /* Declare grace period done. */
1781         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1782         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1783         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1784         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1785         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1786         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1787         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1788                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1789                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1790                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1791                                        TPS("newreq"));
1792         }
1793         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Body of kthread that handles grace periods.
1798  */
1799 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1800 {
1801         int fqs_state;
1802         int gf;
1803         unsigned long j;
1804         int ret;
1805         struct rcu_state *rsp = arg;
1806         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1807
1808         for (;;) {
1809
1810                 /* Handle grace-period start. */
1811                 for (;;) {
1812                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1813                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1814                                                TPS("reqwait"));
1815                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1816                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1817                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1818                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1819                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1820                         if (rcu_gp_init(rsp))
1821                                 break;
1822                         cond_resched_rcu_qs();
1823                         WARN_ON(signal_pending(current));
1824                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1825                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1826                                                TPS("reqwaitsig"));
1827                 }
1828
1829                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1830                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1831                 j = jiffies_till_first_fqs;
1832                 if (j > HZ) {
1833                         j = HZ;
1834                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1835                 }
1836                 ret = 0;
1837                 for (;;) {
1838                         if (!ret)
1839                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1840                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1841                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1842                                                TPS("fqswait"));
1843                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1844                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1845                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1846                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1847                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1848                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1849                                         j);
1850                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1851                         /* If grace period done, leave loop. */
1852                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1853                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1854                                 break;
1855                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1856                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1857                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1858                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1859                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1860                                                        TPS("fqsstart"));
1861                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1862                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1863                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1864                                                        TPS("fqsend"));
1865                                 cond_resched_rcu_qs();
1866                         } else {
1867                                 /* Deal with stray signal. */
1868                                 cond_resched_rcu_qs();
1869                                 WARN_ON(signal_pending(current));
1870                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1871                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1872                                                        TPS("fqswaitsig"));
1873                         }
1874                         j = jiffies_till_next_fqs;
1875                         if (j > HZ) {
1876                                 j = HZ;
1877                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1878                         } else if (j < 1) {
1879                                 j = 1;
1880                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1881                         }
1882                 }
1883
1884                 /* Handle grace-period end. */
1885                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1886         }
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1891  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1892  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1893  *
1894  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1895  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1896  * quiescent state.
1897  *
1898  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1899  */
1900 static bool
1901 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1902                       struct rcu_data *rdp)
1903 {
1904         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1905                 /*
1906                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1907                  * task, this CPU does not need another grace period,
1908                  * or a grace period is already in progress.
1909                  * Either way, don't start a new grace period.
1910                  */
1911                 return false;
1912         }
1913         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1914         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1915                                TPS("newreq"));
1916
1917         /*
1918          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1919          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1920          * the wakeup to our caller.
1921          */
1922         return true;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1927  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1928  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1929  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1930  * that is encountered beforehand.
1931  *
1932  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1933  */
1934 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1935 {
1936         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1937         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1938         bool ret = false;
1939
1940         /*
1941          * If there is no grace period in progress right now, any
1942          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1943          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1944          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1945          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1946          * then start the grace period!
1947          */
1948         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1949         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1950         return ret;
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1955  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1956  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1957  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1958  * is released before return.
1959  */
1960 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1961         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1962 {
1963         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1964         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1965         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1970  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1971  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1972  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1973  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1974  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1975  */
1976 static void
1977 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1978                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1979         __releases(rnp->lock)
1980 {
1981         struct rcu_node *rnp_c;
1982
1983         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1984         for (;;) {
1985                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1986
1987                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1988                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1989                         return;
1990                 }
1991                 rnp->qsmask &= ~mask;
1992                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1993                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1994                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1995                                                  !!rnp->gp_tasks);
1996                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1997
1998                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1999                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2000                         return;
2001                 }
2002                 mask = rnp->grpmask;
2003                 if (rnp->parent == NULL) {
2004
2005                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2006
2007                         break;
2008                 }
2009                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2010                 rnp_c = rnp;
2011                 rnp = rnp->parent;
2012                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2013                 smp_mb__after_unlock_lock();
2014                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
2015         }
2016
2017         /*
2018          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2019          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2020          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2021          */
2022         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2027  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2028  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2029  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2030  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2031  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2032  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2033  */
2034 static void
2035 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2036 {
2037         unsigned long flags;
2038         unsigned long mask;
2039         bool needwake;
2040         struct rcu_node *rnp;
2041
2042         rnp = rdp->mynode;
2043         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2044         smp_mb__after_unlock_lock();
2045         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2046             rnp->completed == rnp->gpnum) {
2047
2048                 /*
2049                  * The grace period in which this quiescent state was
2050                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2051                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2052                  * within the current grace period.
2053                  */
2054                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2055                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2056                 return;
2057         }
2058         mask = rdp->grpmask;
2059         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2060                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2061         } else {
2062                 rdp->qs_pending = 0;
2063
2064                 /*
2065                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2066                  * callbacks can be processed during the next GP.
2067                  */
2068                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2069
2070                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2071                 if (needwake)
2072                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2073         }
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2078  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2079  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2080  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2081  */
2082 static void
2083 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2084 {
2085         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2086         note_gp_changes(rsp, rdp);
2087
2088         /*
2089          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2090          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2091          */
2092         if (!rdp->qs_pending)
2093                 return;
2094
2095         /*
2096          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2097          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2098          */
2099         if (!rdp->passed_quiesce)
2100                 return;
2101
2102         /*
2103          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2104          * judge of that).
2105          */
2106         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2107 }
2108
2109 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2110
2111 /*
2112  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2113  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2114  * ->orphan_lock.
2115  */
2116 static void
2117 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2118                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2119 {
2120         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2121         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2122                 return;
2123
2124         /*
2125          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2126          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2127          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2128          */
2129         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2130                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2131                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2132                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2133                 rdp->qlen_lazy = 0;
2134                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2135         }
2136
2137         /*
2138          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2139          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2140          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2141          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2142          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2143          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2144          * we just reset the whole thing later on.
2145          */
2146         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2147                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2148                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2149                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2150         }
2151
2152         /*
2153          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2154          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2155          * required to pass though another grace period: They are done.
2156          */
2157         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2158                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2159                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2160         }
2161
2162         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2163         init_callback_list(rdp);
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2168  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2169  */
2170 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2171 {
2172         int i;
2173         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2174
2175         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2176         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2177                 return;
2178
2179         /* Do the accounting first. */
2180         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2181         rdp->qlen += rsp->qlen;
2182         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2183         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2184                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2185         rsp->qlen_lazy = 0;
2186         rsp->qlen = 0;
2187
2188         /*
2189          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2190          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2191          * we are the task doing the rcu_barrier().
2192          */
2193
2194         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2195         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2196                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2197                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2198                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2199                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2200                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2201                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2202                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2203         }
2204
2205         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2206         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2207                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2208                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2209                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2210                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2211         }
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2216  */
2217 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2218 {
2219         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2220         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2221         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2222
2223         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2224         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2225                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2226                                TPS("cpuofl"));
2227 }
2228
2229 /*
2230  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2231  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2232  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2233  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2234  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2235  */
2236 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2237 {
2238         unsigned long flags;
2239         unsigned long mask;
2240         int need_report = 0;
2241         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2242         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2243
2244         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2245         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2246
2247         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2248         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2249         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2250
2251         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2252         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2253         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2254
2255         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2256         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2257         do {
2258                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2259                 smp_mb__after_unlock_lock();
2260                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2261                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2262                         if (rnp != rdp->mynode)
2263                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2264                         break;
2265                 }
2266                 if (rnp == rdp->mynode)
2267                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2268                 else
2269                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2270                 mask = rnp->grpmask;
2271                 rnp = rnp->parent;
2272         } while (rnp != NULL);
2273
2274         /*
2275          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2276          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2277          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2278          * held leads to deadlock.
2279          */
2280         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2281         rnp = rdp->mynode;
2282         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2283                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2284         else
2285                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2286         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2287                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2288         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2289                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2290                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2291         init_callback_list(rdp);
2292         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2293         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2294         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2295 }
2296
2297 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2298
2299 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2300 {
2301 }
2302
2303 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2304 {
2305 }
2306
2307 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2308
2309 /*
2310  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2311  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2312  */
2313 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2314 {
2315         unsigned long flags;
2316         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2317         long bl, count, count_lazy;
2318         int i;
2319
2320         /* If no callbacks are ready, just return. */
2321         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2322                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2323                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2324                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2325                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2326                 return;
2327         }
2328
2329         /*
2330          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2331          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2332          */
2333         local_irq_save(flags);
2334         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2335         bl = rdp->blimit;
2336         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2337         list = rdp->nxtlist;
2338         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2339         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2340         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2341         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2342                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2343                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2344         local_irq_restore(flags);
2345
2346         /* Invoke callbacks. */
2347         count = count_lazy = 0;
2348         while (list) {
2349                 next = list->next;
2350                 prefetch(next);
2351                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2352                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2353                         count_lazy++;
2354                 list = next;
2355                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2356                 if (++count >= bl &&
2357                     (need_resched() ||
2358                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2359                         break;
2360         }
2361
2362         local_irq_save(flags);
2363         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2364                             is_idle_task(current),
2365                             rcu_is_callbacks_kthread());
2366
2367         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2368         if (list != NULL) {
2369                 *tail = rdp->nxtlist;
2370                 rdp->nxtlist = list;
2371                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2372                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2373                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2374                         else
2375                                 break;
2376         }
2377         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2378         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2379         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2380         rdp->n_cbs_invoked += count;
2381
2382         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2383         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2384                 rdp->blimit = blimit;
2385
2386         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2387         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2388                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2389                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2390         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2391                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2392         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2393
2394         local_irq_restore(flags);
2395
2396         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2397         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2398                 invoke_rcu_core();
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2403  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2404  * Also schedule RCU core processing.
2405  *
2406  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2407  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2408  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2409  */
2410 void rcu_check_callbacks(int user)
2411 {
2412         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2413         increment_cpu_stall_ticks();
2414         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2415
2416                 /*
2417                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2418                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2419                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2420                  * a quiescent state, so note it.
2421                  *
2422                  * No memory barrier is required here because both
2423                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2424                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2425                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2426                  */
2427
2428                 rcu_sched_qs();
2429                 rcu_bh_qs();
2430
2431         } else if (!in_softirq()) {
2432
2433                 /*
2434                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2435                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2436                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2437                  * critical section, so note it.
2438                  */
2439
2440                 rcu_bh_qs();
2441         }
2442         rcu_preempt_check_callbacks();
2443         if (rcu_pending())
2444                 invoke_rcu_core();
2445         if (user)
2446                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2447         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2452  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2453  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2454  *
2455  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2456  */
2457 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2458                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2459                                   unsigned long *maxj),
2460                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2461 {
2462         unsigned long bit;
2463         int cpu;
2464         unsigned long flags;
2465         unsigned long mask;
2466         struct rcu_node *rnp;
2467
2468         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2469                 cond_resched_rcu_qs();
2470                 mask = 0;
2471                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2472                 smp_mb__after_unlock_lock();
2473                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2474                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2475                         return;
2476                 }
2477                 if (rnp->qsmask == 0) {
2478                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2479                         continue;
2480                 }
2481                 cpu = rnp->grplo;
2482                 bit = 1;
2483                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2484                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2485                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2486                                         *isidle = false;
2487                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2488                                         mask |= bit;
2489                         }
2490                 }
2491                 if (mask != 0) {
2492
2493                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2494                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2495                         continue;
2496                 }
2497                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2498         }
2499         rnp = rcu_get_root(rsp);
2500         if (rnp->qsmask == 0) {
2501                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2502                 smp_mb__after_unlock_lock();
2503                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2504         }
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2509  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2510  */
2511 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2512 {
2513         unsigned long flags;
2514         bool ret;
2515         struct rcu_node *rnp;
2516         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2517
2518         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2519         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2520         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2521                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2522                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2523                 if (rnp_old != NULL)
2524                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2525                 if (ret) {
2526                         rsp->n_force_qs_lh++;
2527                         return;
2528                 }
2529                 rnp_old = rnp;
2530         }
2531         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2532
2533         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2534         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2535         smp_mb__after_unlock_lock();
2536         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2537         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2538                 rsp->n_force_qs_lh++;
2539                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2540                 return;  /* Someone beat us to it. */
2541         }
2542         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2543                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2544         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2545         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2550  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2551  * whom the rdp belongs.
2552  */
2553 static void
2554 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2555 {
2556         unsigned long flags;
2557         bool needwake;
2558         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2559
2560         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2561
2562         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2563         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2564
2565         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2566         local_irq_save(flags);
2567         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2568                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2569                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2570                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2571                 if (needwake)
2572                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2573         } else {
2574                 local_irq_restore(flags);
2575         }
2576
2577         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2578         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2579                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2580
2581         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2582         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Do RCU core processing for the current CPU.
2587  */
2588 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2589 {
2590         struct rcu_state *rsp;
2591
2592         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2593                 return;
2594         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2595         for_each_rcu_flavor(rsp)
2596                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2597         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2598 }
2599
2600 /*
2601  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2602  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2603  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2604  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2605  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2606  */
2607 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2608 {
2609         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2610                 return;
2611         if (likely(!rsp->boost)) {
2612                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2613                 return;
2614         }
2615         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2616 }
2617
2618 static void invoke_rcu_core(void)
2619 {
2620         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2621                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2626  */
2627 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2628                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2629 {
2630         bool needwake;
2631
2632         /*
2633          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2634          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2635          */
2636         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2637                 invoke_rcu_core();
2638
2639         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2640         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2641                 return;
2642
2643         /*
2644          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2645          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2646          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2647          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2648          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2649          */
2650         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2651
2652                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2653                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2654
2655                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2656                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2657                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2658
2659                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2660                         smp_mb__after_unlock_lock();
2661                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2662                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2663                         if (needwake)
2664                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2665                 } else {
2666                         /* Give the grace period a kick. */
2667                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2668                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2669                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2670                                 force_quiescent_state(rsp);
2671                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2672                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2673                 }
2674         }
2675 }
2676
2677 /*
2678  * RCU callback function to leak a callback.
2679  */
2680 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2681 {
2682 }
2683
2684 /*
2685  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2686  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2687  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2688  * is expected to specify a CPU.
2689  */
2690 static void
2691 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2692            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2693 {
2694         unsigned long flags;
2695         struct rcu_data *rdp;
2696
2697         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2698         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2699                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2700                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2701                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2702                 return;
2703         }
2704         head->func = func;
2705         head->next = NULL;
2706
2707         /*
2708          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2709          * Note that we might see a beginning right after we see an
2710          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2711          * a quiescent state betweentimes.
2712          */
2713         local_irq_save(flags);
2714         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2715
2716         /* Add the callback to our list. */
2717         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2718                 int offline;
2719
2720                 if (cpu != -1)
2721                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2722                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2723                 WARN_ON_ONCE(offline);
2724                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2725                 local_irq_restore(flags);
2726                 return;
2727         }
2728         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
2729         if (lazy)
2730                 rdp->qlen_lazy++;
2731         else
2732                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2733         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2734         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2735         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2736
2737         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2738                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2739                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2740         else
2741                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2742
2743         /* Go handle any RCU core processing required. */
2744         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2745         local_irq_restore(flags);
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2750  */
2751 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2752 {
2753         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2756
2757 /*
2758  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2759  */
2760 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2761 {
2762         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2763 }
2764 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2765
2766 /*
2767  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2768  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2769  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2770  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2771  * function may only be called from __kfree_rcu().
2772  */
2773 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2774                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2775 {
2776         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2779
2780 /*
2781  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2782  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2783  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2784  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2785  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2786  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2787  * some overhead: RCU still operates correctly.
2788  */
2789 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2790 {
2791         int ret;
2792
2793         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2794         preempt_disable();
2795         ret = num_online_cpus() <= 1;
2796         preempt_enable();
2797         return ret;
2798 }
2799
2800 /**
2801  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2802  *
2803  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2804  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2805  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2806  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2807  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2808  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2809  * rcu_read_lock_sched().
2810  *
2811  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2812  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2813  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2814  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2815  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2816  *
2817  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2818  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2819  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2820  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2821  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2822  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2823  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2824  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2825  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2826  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2827  * that are executing in the kernel.
2828  *
2829  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2830  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2831  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2832  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2833  * again only if the system has more than one CPU).
2834  *
2835  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2836  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2837  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2838  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2839  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2840  */
2841 void synchronize_sched(void)
2842 {
2843         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2844                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2845                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2846                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2847         if (rcu_blocking_is_gp())
2848                 return;
2849         if (rcu_expedited)
2850                 synchronize_sched_expedited();
2851         else
2852                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2853 }
2854 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2855
2856 /**
2857  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2858  *
2859  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2860  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2861  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2862  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2863  * and may be nested.
2864  *
2865  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2866  * on memory ordering guarantees.
2867  */
2868 void synchronize_rcu_bh(void)
2869 {
2870         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2871                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2872                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2873                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2874         if (rcu_blocking_is_gp())
2875                 return;
2876         if (rcu_expedited)
2877                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2878         else
2879                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2880 }
2881 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2882
2883 /**
2884  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2885  *
2886  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2887  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2888  * meantime.
2889  */
2890 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2891 {
2892         /*
2893          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2894          * before the load from ->gpnum.
2895          */
2896         smp_mb();  /* ^^^ */
2897
2898         /*
2899          * Make sure this load happens before the purportedly
2900          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2901          * and cond_synchronize_rcu().
2902          */
2903         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2904 }
2905 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2906
2907 /**
2908  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2909  *
2910  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2911  *
2912  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2913  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2914  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2915  *
2916  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2917  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2918  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2919  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2920  */
2921 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2922 {
2923         unsigned long newstate;
2924
2925         /*
2926          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2927          * actions the caller might carry out after we return.
2928          */
2929         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2930         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2931                 synchronize_rcu();
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2934
2935 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2936 {
2937         /*
2938          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2939          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2940          * time that it returns.
2941          *
2942          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2943          * above condition is already met when the control reaches
2944          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2945          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2946          * robustness against future implementation changes.
2947          */
2948         smp_mb(); /* See above comment block. */
2949         return 0;
2950 }
2951
2952 /**
2953  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2954  *
2955  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2956  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2957  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2958  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2959  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2960  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2961  * synchronize_sched() instead.
2962  *
2963  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2964  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2965  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2966  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2967  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2968  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2969  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2970  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2971  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2972  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2973  *
2974  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2975  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2976  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2977  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2978  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2979  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2980  * doing our work for us.
2981  *
2982  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2983  */
2984 void synchronize_sched_expedited(void)
2985 {
2986         cpumask_var_t cm;
2987         bool cma = false;
2988         int cpu;
2989         long firstsnap, s, snap;
2990         int trycount = 0;
2991         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2992
2993         /*
2994          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2995          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2996          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2997          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2998          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2999          * course be required on a 64-bit system.
3000          */
3001         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
3002                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
3003                          ULONG_MAX / 8)) {
3004                 synchronize_sched();
3005                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
3006                 return;
3007         }
3008
3009         /*
3010          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
3011          * full memory barrier.
3012          */
3013         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
3014         firstsnap = snap;
3015         if (!try_get_online_cpus()) {
3016                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3017                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3018                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3019                 return;
3020         }
3021         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3022
3023         /* Offline CPUs, idle CPUs, and any CPU we run on are quiescent. */
3024         cma = zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL);
3025         if (cma) {
3026                 cpumask_copy(cm, cpu_online_mask);
3027                 cpumask_clear_cpu(raw_smp_processor_id(), cm);
3028                 for_each_cpu(cpu, cm) {
3029                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3030
3031                         if (!(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3032                                 cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
3033                 }
3034                 if (cpumask_weight(cm) == 0)
3035                         goto all_cpus_idle;
3036         }
3037
3038         /*
3039          * Each pass through the following loop attempts to force a
3040          * context switch on each CPU.
3041          */
3042         while (try_stop_cpus(cma ? cm : cpu_online_mask,
3043                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3044                              NULL) == -EAGAIN) {
3045                 put_online_cpus();
3046                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3047
3048                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3049                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3050                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3051                         /* ensure test happens before caller kfree */
3052                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3053                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3054                         free_cpumask_var(cm);
3055                         return;
3056                 }
3057
3058                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3059                 if (trycount++ < 10) {
3060                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3061                 } else {
3062                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3063                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3064                         free_cpumask_var(cm);
3065                         return;
3066                 }
3067
3068                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3069                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3070                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3071                         /* ensure test happens before caller kfree */
3072                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3073                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3074                         free_cpumask_var(cm);
3075                         return;
3076                 }
3077
3078                 /*
3079                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3080                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3081                  * after they started, so our grace period works for them,
3082                  * and they started after our first try, so their grace
3083                  * period works for us.
3084                  */
3085                 if (!try_get_online_cpus()) {
3086                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3087                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3088                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3089                         free_cpumask_var(cm);
3090                         return;
3091                 }
3092                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3093                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3094         }
3095         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3096
3097 all_cpus_idle:
3098         free_cpumask_var(cm);
3099
3100         /*
3101          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3102          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3103          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3104          * than we did already did their update.
3105          */
3106         do {
3107                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3108                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3109                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3110                         /* ensure test happens before caller kfree */
3111                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3112                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3113                         break;
3114                 }
3115         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3116         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3117
3118         put_online_cpus();
3119 }
3120 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3121
3122 /*
3123  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3124  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3125  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3126  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3127  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3128  */
3129 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3130 {
3131         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3132
3133         rdp->n_rcu_pending++;
3134
3135         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3136         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3137
3138         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3139         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3140                 return 0;
3141
3142         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3143         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3144             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3145                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3146         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3147                 rdp->n_rp_report_qs++;
3148                 return 1;
3149         }
3150
3151         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3152         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3153                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3154                 return 1;
3155         }
3156
3157         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3158         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3159                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3160                 return 1;
3161         }
3162
3163         /* Has another RCU grace period completed?  */
3164         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3165                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3166                 return 1;
3167         }
3168
3169         /* Has a new RCU grace period started? */
3170         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3171                 rdp->n_rp_gp_started++;
3172                 return 1;
3173         }
3174
3175         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3176         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3177                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3178                 return 1;
3179         }
3180
3181         /* nothing to do */
3182         rdp->n_rp_need_nothing++;
3183         return 0;
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3188  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3189  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3190  */
3191 static int rcu_pending(void)
3192 {
3193         struct rcu_state *rsp;
3194
3195         for_each_rcu_flavor(rsp)
3196                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3197                         return 1;
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 /*
3202  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3203  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3204  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3205  */
3206 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3207 {
3208         bool al = true;
3209         bool hc = false;
3210         struct rcu_data *rdp;
3211         struct rcu_state *rsp;
3212
3213         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3214                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3215                 if (!rdp->nxtlist)
3216                         continue;
3217                 hc = true;
3218                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3219                         al = false;
3220                         break;
3221                 }
3222         }
3223         if (all_lazy)
3224                 *all_lazy = al;
3225         return hc;
3226 }
3227
3228 /*
3229  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3230  * the compiler is expected to optimize this away.
3231  */
3232 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3233                                int cpu, unsigned long done)
3234 {
3235         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3236                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3237 }
3238
3239 /*
3240  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3241  * up the task executing _rcu_barrier().
3242  */
3243 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3244 {
3245         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3246         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3247
3248         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3249                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3250                 complete(&rsp->barrier_completion);
3251         } else {
3252                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3253         }
3254 }
3255
3256 /*
3257  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3258  */
3259 static void rcu_barrier_func(void *type)
3260 {
3261         struct rcu_state *rsp = type;
3262         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3263
3264         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3265         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3266         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3267 }
3268
3269 /*
3270  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3271  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3272  */
3273 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3274 {
3275         int cpu;
3276         struct rcu_data *rdp;
3277         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3278         unsigned long snap_done;
3279
3280         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3281
3282         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3283         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3284
3285         /*
3286          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3287          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3288          */
3289         smp_mb();  /* See above block comment. */
3290
3291         /*
3292          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3293          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3294          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3295          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3296          */
3297         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3298         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3299
3300         /*
3301          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3302          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3303          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3304          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3305          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3306          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3307          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3308          * this for us (thank you, Linus!).
3309          */
3310         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3311                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3312                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3313                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3314                 return;
3315         }
3316
3317         /*
3318          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3319          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3320          * the increment to precede the early-exit check.
3321          */
3322         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3323         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3324         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3325         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3326
3327         /*
3328          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3329          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3330          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3331          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3332          */
3333         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3334         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3335         get_online_cpus();
3336
3337         /*
3338          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3339          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3340          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3341          */
3342         for_each_possible_cpu(cpu) {
3343                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3344                         continue;
3345                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3346                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3347                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3348                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3349                                                    rsp->n_barrier_done);
3350                         } else {
3351                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3352                                                    rsp->n_barrier_done);
3353                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3354                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3355                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3356                         }
3357                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3358                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3359                                            rsp->n_barrier_done);
3360                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3361                 } else {
3362                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3363                                            rsp->n_barrier_done);
3364                 }
3365         }
3366         put_online_cpus();
3367
3368         /*
3369          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3370          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3371          */
3372         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3373                 complete(&rsp->barrier_completion);
3374
3375         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3376         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3377         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3378         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3379         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3380         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3381
3382         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3383         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3384
3385         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3386         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3387 }
3388
3389 /**
3390  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3391  */
3392 void rcu_barrier_bh(void)
3393 {
3394         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3397
3398 /**
3399  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3400  */
3401 void rcu_barrier_sched(void)
3402 {
3403         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3406
3407 /*
3408  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3409  */
3410 static void __init
3411 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3412 {
3413         unsigned long flags;
3414         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3415         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3416
3417         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3418         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3419         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3420         init_callback_list(rdp);
3421         rdp->qlen_lazy = 0;
3422         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3423         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3424         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3425         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3426         rdp->cpu = cpu;
3427         rdp->rsp = rsp;
3428         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3429         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3430 }
3431
3432 /*
3433  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3434  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3435  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3436  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3437  */
3438 static void
3439 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3440 {
3441         unsigned long flags;
3442         unsigned long mask;
3443         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3444         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3445
3446         /* Exclude new grace periods. */
3447         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3448
3449         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3450         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3451         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3452         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3453         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3454         rdp->blimit = blimit;
3455         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3456         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3457         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3458         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3459                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3460         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3461
3462         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3463         rnp = rdp->mynode;
3464         mask = rdp->grpmask;
3465         do {
3466                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3467                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3468                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3469                 mask = rnp->grpmask;
3470                 if (rnp == rdp->mynode) {
3471                         /*
3472                          * If there is a grace period in progress, we will
3473                          * set up to wait for it next time we run the
3474                          * RCU core code.
3475                          */
3476                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3477                         rdp->completed = rnp->completed;
3478                         rdp->passed_quiesce = 0;
3479                         rdp->qs_pending = 0;
3480                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3481                 }
3482                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3483                 rnp = rnp->parent;
3484         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3485         local_irq_restore(flags);
3486
3487         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3488 }
3489
3490 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3491 {
3492         struct rcu_state *rsp;
3493
3494         for_each_rcu_flavor(rsp)
3495                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3496 }
3497
3498 /*
3499  * Handle CPU online/offline notification events.
3500  */
3501 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3502                                     unsigned long action, void *hcpu)
3503 {
3504         long cpu = (long)hcpu;
3505         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3506         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3507         struct rcu_state *rsp;
3508
3509         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3510         switch (action) {
3511         case CPU_UP_PREPARE:
3512         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3513                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3514                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3515                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3516                 break;
3517         case CPU_ONLINE:
3518         case CPU_DOWN_FAILED:
3519                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3520                 break;
3521         case CPU_DOWN_PREPARE:
3522                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3523                 break;
3524         case CPU_DYING:
3525         case CPU_DYING_FROZEN:
3526                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3527                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3528                 break;
3529         case CPU_DEAD:
3530         case CPU_DEAD_FROZEN:
3531         case CPU_UP_CANCELED:
3532         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3533                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3534                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3535                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3536                 }
3537                 break;
3538         default:
3539                 break;
3540         }
3541         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3542         return NOTIFY_OK;
3543 }
3544
3545 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3546                          unsigned long action, void *hcpu)
3547 {
3548         switch (action) {
3549         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3550         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3551                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3552                         rcu_expedited = 1;
3553                 break;
3554         case PM_POST_HIBERNATION:
3555         case PM_POST_SUSPEND:
3556                 rcu_expedited = 0;
3557                 break;
3558         default:
3559                 break;
3560         }
3561         return NOTIFY_OK;
3562 }
3563
3564 /*
3565  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3566  */
3567 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3568 {
3569         unsigned long flags;
3570         struct rcu_node *rnp;
3571         struct rcu_state *rsp;
3572         struct task_struct *t;
3573
3574         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3575         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3576                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3577                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3578                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3579                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3580                 rsp->gp_kthread = t;
3581                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3582         }
3583         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3584         rcu_spawn_boost_kthreads();
3585         return 0;
3586 }
3587 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3588
3589 /*
3590  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3591  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3592  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3593  * task is booting the system).  After this function is called, the
3594  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3595  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3596  */
3597 void rcu_scheduler_starting(void)
3598 {
3599         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3600         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3601         rcu_scheduler_active = 1;
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3606  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3607  */
3608 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3609 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3610 {
3611         int i;
3612
3613         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3614         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3615                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3616 }
3617 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3618 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3619 {
3620         int ccur;
3621         int cprv;
3622         int i;
3623
3624         cprv = nr_cpu_ids;
3625         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3626                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3627                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3628                 cprv = ccur;
3629         }
3630 }
3631 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3632
3633 /*
3634  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3635  */
3636 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3637                 struct rcu_data __percpu *rda)
3638 {
3639         static const char * const buf[] = {
3640                 "rcu_node_0",
3641                 "rcu_node_1",
3642                 "rcu_node_2",
3643                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3644         static const char * const fqs[] = {
3645                 "rcu_node_fqs_0",
3646                 "rcu_node_fqs_1",
3647                 "rcu_node_fqs_2",
3648                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3649         static u8 fl_mask = 0x1;
3650         int cpustride = 1;
3651         int i;
3652         int j;
3653         struct rcu_node *rnp;
3654
3655         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3656
3657         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3658         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3659                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3660
3661         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3662
3663         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3664                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3665         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3666                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3667         rcu_init_levelspread(rsp);
3668         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3669         fl_mask <<= 1;
3670
3671         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3672
3673         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3674                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3675                 rnp = rsp->level[i];
3676                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3677                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3678                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3679                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3680                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3681                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3682                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3683                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3684                         rnp->completed = rsp->completed;
3685                         rnp->qsmask = 0;
3686                         rnp->qsmaskinit = 0;
3687                         rnp->grplo = j * cpustride;
3688                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3689                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3690                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3691                         if (i == 0) {
3692                                 rnp->grpnum = 0;
3693                                 rnp->grpmask = 0;
3694                                 rnp->parent = NULL;
3695                         } else {
3696                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3697                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3698                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3699                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3700                         }
3701                         rnp->level = i;
3702                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3703                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3704                 }
3705         }
3706
3707         rsp->rda = rda;
3708         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3709         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3710         for_each_possible_cpu(i) {
3711                 while (i > rnp->grphi)
3712                         rnp++;
3713                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3714                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3715         }
3716         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3717 }
3718
3719 /*
3720  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3721  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3722  * the ->node array in the rcu_state structure.
3723  */
3724 static void __init rcu_init_geometry(void)
3725 {
3726         ulong d;
3727         int i;
3728         int j;
3729         int n = nr_cpu_ids;
3730         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3731
3732         /*
3733          * Initialize any unspecified boot parameters.
3734          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3735          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3736          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3737          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3738          */
3739         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3740         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3741                 jiffies_till_first_fqs = d;
3742         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3743                 jiffies_till_next_fqs = d;
3744
3745         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3746         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3747             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3748                 return;
3749         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3750                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3751
3752         /*
3753          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3754          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3755          * some of the arithmetic easier.
3756          */
3757         rcu_capacity[0] = 1;
3758         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3759         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3760                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3761
3762         /*
3763          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3764          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3765          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3766          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3767          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3768          * compile-time values if these limits are exceeded.
3769          */
3770         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3771             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3772             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3773                 WARN_ON(1);
3774                 return;
3775         }
3776
3777         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3778         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3779                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3780                         for (j = 0; j <= i; j++)
3781                                 num_rcu_lvl[j] =
3782                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3783                         rcu_num_lvls = i;
3784                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3785                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3786                         break;
3787                 }
3788
3789         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3790         rcu_num_nodes = 0;
3791         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3792                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3793         rcu_num_nodes -= n;
3794 }
3795
3796 void __init rcu_init(void)
3797 {
3798         int cpu;
3799
3800         rcu_bootup_announce();
3801         rcu_init_geometry();
3802         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3803         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3804         __rcu_init_preempt();
3805         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3806
3807         /*
3808          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3809          * this is called early in boot, before either interrupts
3810          * or the scheduler are operational.
3811          */
3812         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3813         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3814         for_each_online_cpu(cpu)
3815                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3816
3817         rcu_early_boot_tests();
3818 }
3819
3820 #include "tree_plugin.h"