002f853572261de27ead2087756cfabcc5205313
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT, \
101         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
102         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
103         .abbr = sabbr, \
104         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
105         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
106 }
107
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
109 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
110
111 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
112 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
113
114 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
115 static bool dump_tree;
116 module_param(dump_tree, bool, 0444);
117 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
118 static bool rcu_fanout_exact;
119 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
120 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
121 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
122 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
123 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
124 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
125 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
126 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
127 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
128 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
129
130 /*
131  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
132  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
133  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
134  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
135  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
136  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
137  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
138  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
139  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
140  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
141  */
142 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
143 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
144
145 /*
146  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
147  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
148  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
149  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
150  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
151  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
152  *
153  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
154  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
155  * a time.
156  */
157 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
158
159 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
162 static void invoke_rcu_core(void);
163 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
164 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
165                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
166 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
167
168 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
169 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
170 module_param(kthread_prio, int, 0644);
171
172 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
173
174 static int gp_preinit_delay;
175 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
176 static int gp_init_delay;
177 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
178 static int gp_cleanup_delay;
179 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
180
181 /*
182  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
183  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
184  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
185  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
186  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
187  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
188  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
189  */
190 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
191
192 /*
193  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
194  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
195  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
196  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
197  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
198  * These variables enable correlating rcutorture output with the
199  * RCU tracing information.
200  */
201 unsigned long rcutorture_testseq;
202 unsigned long rcutorture_vernum;
203
204 /*
205  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
206  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
207  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
208  * in most contexts.
209  */
210 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
211 {
212         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
213 }
214
215 /*
216  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
217  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
218  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
219  */
220 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
221 {
222         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
223 }
224
225 /*
226  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
227  * how many quiescent states passed, just if there was at least
228  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
229  * The caller must have disabled preemption.
230  */
231 void rcu_sched_qs(void)
232 {
233         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
234         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
235                 return;
236         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
237                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
238                                TPS("cpuqs"));
239         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
240         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
241                 return;
242         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
243         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
244                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
245 }
246
247 void rcu_bh_qs(void)
248 {
249         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
250         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
251                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
252                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
253                                        TPS("cpuqs"));
254                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
255         }
256 }
257
258 /*
259  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
260  * control.  Initially this is for TLB flushing.
261  */
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
263 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
264 #ifndef rcu_eqs_special_exit
265 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
266 #endif
267
268 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
269         .dynticks_nesting = 1,
270         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
271         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
272 };
273
274 /*
275  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
276  * called when not already in an extended quiescent state.
277  */
278 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
279 {
280         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
281         int seq;
282
283         /*
284          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
285          * critical sections, and we also must force ordering with the
286          * next idle sojourn.
287          */
288         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
289         /* Better be in an extended quiescent state! */
290         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
291                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
292         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
293         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
294                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
295 }
296
297 /*
298  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
299  * called from an extended quiescent state.
300  */
301 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
302 {
303         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
304         int seq;
305
306         /*
307          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
308          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
309          * critical section.
310          */
311         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
312         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
313                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
314         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
315                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
316                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
317                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
318                 rcu_eqs_special_exit();
319         }
320 }
321
322 /*
323  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
324  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
325  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
326  * to the next non-quiescent value.
327  *
328  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
329  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
330  * or when the corresponding CPU is offline.
331  */
332 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
333 {
334         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
335
336         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
337                 return;
338         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
339 }
340
341 /*
342  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
343  *
344  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
345  */
346 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
347 {
348         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
349
350         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
351 }
352
353 /*
354  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
355  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
356  */
357 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
358 {
359         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
360
361         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
362 }
363
364 /*
365  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
366  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
367  */
368 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
369 {
370         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
371 }
372
373 /*
374  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
375  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
376  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
377  */
378 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
379 {
380         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
381 }
382
383 /*
384  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
385  * momentary idle-CPU quiescent state.
386  */
387 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
388 {
389         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
390         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
391                                         &rdtp->dynticks);
392
393         /* It is illegal to call this from idle state. */
394         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
395 }
396
397 /*
398  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
399  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
400  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
401  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
402  * an extended quiescent state.
403  */
404 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
405 {
406         int old;
407         int new;
408         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
409
410         do {
411                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
412                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
413                         return false;
414                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
415         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
416         return true;
417 }
418
419 /*
420  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
421  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
422  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
423  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
424  * this CPU might (or might not) do in the near future.
425  *
426  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
427  *
428  * The caller must have disabled interrupts.
429  */
430 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
431 {
432         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
433         rcu_dynticks_momentary_idle();
434 }
435
436 /*
437  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
438  * and requires special handling for preemptible RCU.
439  * The caller must have disabled interrupts.
440  */
441 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
442 {
443         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
444         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
445         rcu_sched_qs();
446         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
447         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
448         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
449                 goto out;
450         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
451         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
452                 rcu_momentary_dyntick_idle();
453         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
454         if (!preempt)
455                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
456 out:
457         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
458         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
461
462 /*
463  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
464  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
465  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
466  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
467  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
468  * all RCU flavors.
469  *
470  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
471  * called externally, but just in case this is called from within this
472  * file.
473  *
474  */
475 void rcu_all_qs(void)
476 {
477         unsigned long flags;
478
479         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
480                 return;
481         preempt_disable();
482         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
483         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
484                 preempt_enable();
485                 return;
486         }
487         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
488         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
489         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
490                 local_irq_save(flags);
491                 rcu_momentary_dyntick_idle();
492                 local_irq_restore(flags);
493         }
494         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
495                 rcu_sched_qs();
496         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
497         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
498         preempt_enable();
499 }
500 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
501
502 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
503 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
504 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
505 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
506 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
507 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
508
509 module_param(blimit, long, 0444);
510 module_param(qhimark, long, 0444);
511 module_param(qlowmark, long, 0444);
512
513 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
514 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
515 static bool rcu_kick_kthreads;
516
517 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
518 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
519 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
520
521 /*
522  * How long the grace period must be before we start recruiting
523  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
524  */
525 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
526 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
527
528 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
529 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
530 static int rcu_pending(void);
531
532 /*
533  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
534  */
535 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
536 {
537         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_state_p->gp_seq));
538 }
539 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
540
541 /*
542  * Return the number of RCU-sched GPs completed thus far for debug & stats.
543  */
544 unsigned long rcu_sched_get_gp_seq(void)
545 {
546         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_sched_state.gp_seq));
547 }
548 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_get_gp_seq);
549
550 /*
551  * Return the number of RCU-bh GPs completed thus far for debug & stats.
552  */
553 unsigned long rcu_bh_get_gp_seq(void)
554 {
555         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_bh_state.gp_seq));
556 }
557 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_get_gp_seq);
558
559 /*
560  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
561  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
562  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
563  * the cumulative batches since boot.
564  */
565 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
566 {
567         return rcu_state_p->expedited_sequence;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
570
571 /*
572  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
573  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
574  */
575 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
576 {
577         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
578 }
579 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
580
581 /*
582  * Force a quiescent state.
583  */
584 void rcu_force_quiescent_state(void)
585 {
586         force_quiescent_state(rcu_state_p);
587 }
588 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
589
590 /*
591  * Force a quiescent state for RCU BH.
592  */
593 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
594 {
595         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
596 }
597 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
598
599 /*
600  * Force a quiescent state for RCU-sched.
601  */
602 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
603 {
604         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
605 }
606 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
607
608 /*
609  * Show the state of the grace-period kthreads.
610  */
611 void show_rcu_gp_kthreads(void)
612 {
613         struct rcu_state *rsp;
614
615         for_each_rcu_flavor(rsp) {
616                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
617                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
618                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
619         }
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
622
623 /*
624  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
625  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
626  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
627  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
628  * store this state in rcutorture itself.
629  */
630 void rcutorture_record_test_transition(void)
631 {
632         rcutorture_testseq++;
633         rcutorture_vernum = 0;
634 }
635 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
636
637 /*
638  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
639  */
640 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
641                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
642 {
643         struct rcu_state *rsp = NULL;
644
645         switch (test_type) {
646         case RCU_FLAVOR:
647                 rsp = rcu_state_p;
648                 break;
649         case RCU_BH_FLAVOR:
650                 rsp = &rcu_bh_state;
651                 break;
652         case RCU_SCHED_FLAVOR:
653                 rsp = &rcu_sched_state;
654                 break;
655         default:
656                 break;
657         }
658         if (rsp == NULL)
659                 return;
660         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
661         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
662         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
665
666 /*
667  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
668  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
669  * messages.
670  */
671 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
672 {
673         rcutorture_vernum++;
674 }
675 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
676
677 /*
678  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
679  */
680 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
681 {
682         return &rsp->node[0];
683 }
684
685 /*
686  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
687  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
688  *
689  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
690  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
691  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
692  */
693 static void rcu_eqs_enter(bool user)
694 {
695         struct rcu_state *rsp;
696         struct rcu_data *rdp;
697         struct rcu_dynticks *rdtp;
698
699         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
700         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
701         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
702                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
703         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
704                 rdtp->dynticks_nesting--;
705                 return;
706         }
707
708         lockdep_assert_irqs_disabled();
709         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
710         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
711         for_each_rcu_flavor(rsp) {
712                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
713                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
714         }
715         rcu_prepare_for_idle();
716         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
717         rcu_dynticks_eqs_enter();
718         rcu_dynticks_task_enter();
719 }
720
721 /**
722  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
723  *
724  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
725  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
726  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
727  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
728  *
729  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
730  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
731  */
732 void rcu_idle_enter(void)
733 {
734         lockdep_assert_irqs_disabled();
735         rcu_eqs_enter(false);
736 }
737
738 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
739 /**
740  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
741  *
742  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
743  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
744  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
745  * when the CPU runs in userspace.
746  *
747  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
748  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
749  */
750 void rcu_user_enter(void)
751 {
752         lockdep_assert_irqs_disabled();
753         rcu_eqs_enter(true);
754 }
755 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
756
757 /**
758  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
759  *
760  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
761  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
762  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
763  * being RCU-idle.
764  *
765  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
766  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
767  */
768 void rcu_nmi_exit(void)
769 {
770         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
771
772         /*
773          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
774          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
775          * to us!)
776          */
777         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
778         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
779
780         /*
781          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
782          * leave it in non-RCU-idle state.
783          */
784         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
785                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
786                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
787                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
788                 return;
789         }
790
791         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
792         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
793         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
794         rcu_dynticks_eqs_enter();
795 }
796
797 /**
798  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
799  *
800  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
801  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
802  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
803  *
804  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
805  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
806  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
807  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
808  *
809  * Use things like work queues to work around this limitation.
810  *
811  * You have been warned.
812  *
813  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
814  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
815  */
816 void rcu_irq_exit(void)
817 {
818         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
819
820         lockdep_assert_irqs_disabled();
821         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
822                 rcu_prepare_for_idle();
823         rcu_nmi_exit();
824         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
825                 rcu_dynticks_task_enter();
826 }
827
828 /*
829  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
830  *
831  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
832  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
833  */
834 void rcu_irq_exit_irqson(void)
835 {
836         unsigned long flags;
837
838         local_irq_save(flags);
839         rcu_irq_exit();
840         local_irq_restore(flags);
841 }
842
843 /*
844  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
845  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
846  *
847  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
848  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
849  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
850  */
851 static void rcu_eqs_exit(bool user)
852 {
853         struct rcu_dynticks *rdtp;
854         long oldval;
855
856         lockdep_assert_irqs_disabled();
857         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
858         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
859         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
860         if (oldval) {
861                 rdtp->dynticks_nesting++;
862                 return;
863         }
864         rcu_dynticks_task_exit();
865         rcu_dynticks_eqs_exit();
866         rcu_cleanup_after_idle();
867         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
868         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
869         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
870         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
871 }
872
873 /**
874  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
875  *
876  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
877  * read-side critical sections can occur.
878  *
879  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
880  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
881  */
882 void rcu_idle_exit(void)
883 {
884         unsigned long flags;
885
886         local_irq_save(flags);
887         rcu_eqs_exit(false);
888         local_irq_restore(flags);
889 }
890
891 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
892 /**
893  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
894  *
895  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
896  * run a RCU read side critical section anytime.
897  *
898  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
899  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
900  */
901 void rcu_user_exit(void)
902 {
903         rcu_eqs_exit(1);
904 }
905 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
906
907 /**
908  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
909  *
910  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
911  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
912  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
913  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
914  * run out of stack space first.)
915  *
916  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
917  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
918  */
919 void rcu_nmi_enter(void)
920 {
921         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
922         long incby = 2;
923
924         /* Complain about underflow. */
925         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
926
927         /*
928          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
929          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
930          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
931          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
932          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
933          * period (observation due to Andy Lutomirski).
934          */
935         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
936                 rcu_dynticks_eqs_exit();
937                 incby = 1;
938         }
939         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
940                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
941                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
942         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
943                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
944         barrier();
945 }
946
947 /**
948  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
949  *
950  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
951  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
952  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
953  *
954  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
955  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
956  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
957  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
958  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
959  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
960  * But very infrequently and irreproducibly.
961  *
962  * Use things like work queues to work around this limitation.
963  *
964  * You have been warned.
965  *
966  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
967  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
968  */
969 void rcu_irq_enter(void)
970 {
971         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
972
973         lockdep_assert_irqs_disabled();
974         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
975                 rcu_dynticks_task_exit();
976         rcu_nmi_enter();
977         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
978                 rcu_cleanup_after_idle();
979 }
980
981 /*
982  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
983  *
984  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
985  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
986  */
987 void rcu_irq_enter_irqson(void)
988 {
989         unsigned long flags;
990
991         local_irq_save(flags);
992         rcu_irq_enter();
993         local_irq_restore(flags);
994 }
995
996 /**
997  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
998  *
999  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1000  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1001  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1002  * or NMI handler, return true.
1003  */
1004 bool notrace rcu_is_watching(void)
1005 {
1006         bool ret;
1007
1008         preempt_disable_notrace();
1009         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1010         preempt_enable_notrace();
1011         return ret;
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1014
1015 /*
1016  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1017  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1018  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1019  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1020  * time around this task will generate another request.
1021  */
1022 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1023 {
1024         int cpu;
1025
1026         barrier();
1027         cpu = task_cpu(t);
1028         if (!task_curr(t))
1029                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1030         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1031 }
1032
1033 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1034
1035 /*
1036  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1037  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1038  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1039  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1040  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1041  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1042  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1043  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1044  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1045  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1046  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1047  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1048  * of the CPU.
1049  *
1050  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1051  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1052  *
1053  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1054  * errors from NMI handlers anyway.
1055  */
1056 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1057 {
1058         struct rcu_data *rdp;
1059         struct rcu_node *rnp;
1060         bool ret;
1061
1062         if (in_nmi())
1063                 return true;
1064         preempt_disable();
1065         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1066         rnp = rdp->mynode;
1067         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1068               !rcu_scheduler_fully_active;
1069         preempt_enable();
1070         return ret;
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1073
1074 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1075
1076 /**
1077  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1078  *
1079  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1080  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1081  * disabled preemption.
1082  */
1083 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1084 {
1085         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1086                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1091  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1092  * of the rcu_node ->gpnum counter with respect to the rcu_data counters.
1093  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1094  * code whatsoever.
1095  */
1096 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1097 {
1098         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1099         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1100                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1101         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gpnum + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1102                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum + ULONG_MAX / 4;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1107  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1108  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1109  */
1110 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1111 {
1112         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1113         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1114                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1115                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1116                 return 1;
1117         }
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1123  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1124  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1125  * there is unexpected state on entry.
1126  */
1127 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1128 {
1129         struct rcu_data *rdp;
1130         struct rcu_node *rnp;
1131
1132         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1133         rnp = rdp->mynode;
1134         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1135         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1136                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1137                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1138         }
1139         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1144  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1145  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1146  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1147  */
1148 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1149 {
1150         unsigned long jtsq;
1151         bool *rnhqp;
1152         bool *ruqp;
1153         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1154
1155         /*
1156          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1157          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1158          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1159          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1160          * read-side critical section that started before the beginning
1161          * of the current RCU grace period.
1162          */
1163         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1164                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1165                 rdp->dynticks_fqs++;
1166                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1167                 return 1;
1168         }
1169
1170         /*
1171          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1172          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1173          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1174          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1175          */
1176         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1177         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1178         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1179             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1180             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1181                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1182                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1183                 return 1;
1184         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1185                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1186                 smp_store_release(ruqp, true);
1187         }
1188
1189         /* Check for the CPU being offline. */
1190         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1191                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1192                 rdp->offline_fqs++;
1193                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1194                 return 1;
1195         }
1196
1197         /*
1198          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1199          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1200          * even context-switching back and forth between a pair of
1201          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1202          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1203          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1204          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1205          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1206          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1207          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1208          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1209          * there are at most four threads involved, and because the
1210          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1211          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1212          * quite low.
1213          */
1214         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1215         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1216             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1217              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1218                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1219                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1220                 smp_store_release(ruqp, true);
1221                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1222         }
1223
1224         /*
1225          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1226          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1227          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1228          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1229          */
1230         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1231                 resched_cpu(rdp->cpu);
1232                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1233                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gpnum != rnp->gpnum &&
1234                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1235                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1236                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1237                         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1238                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1239                 }
1240         }
1241
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1246 {
1247         unsigned long j = jiffies;
1248         unsigned long j1;
1249
1250         rsp->gp_start = j;
1251         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1252         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1253         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1254         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1255         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1260  */
1261 static const char *gp_state_getname(short gs)
1262 {
1263         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1264                 return "???";
1265         return gp_state_names[gs];
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1270  */
1271 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1272 {
1273         unsigned long gpa;
1274         unsigned long j;
1275
1276         j = jiffies;
1277         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1278         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1279                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1280                        rsp->name, j - gpa,
1281                        (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq),
1282                        rsp->gp_flags,
1283                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1284                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1285                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1286                 if (rsp->gp_kthread) {
1287                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1288                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1289                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1290                 }
1291         }
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1296  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1297  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1298  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1299  */
1300 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1301 {
1302         int cpu;
1303         unsigned long flags;
1304         struct rcu_node *rnp;
1305
1306         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1307                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1308                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1309                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1310                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1311                                         dump_cpu_task(cpu);
1312                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1313         }
1314 }
1315
1316 /*
1317  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1318  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1319  */
1320 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1321 {
1322         unsigned long j;
1323
1324         if (!rcu_kick_kthreads)
1325                 return;
1326         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1327         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1328             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1329                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1330                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1331                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1332                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1333         }
1334 }
1335
1336 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1337 {
1338         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1339                 panic("RCU Stall\n");
1340 }
1341
1342 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1343 {
1344         int cpu;
1345         unsigned long flags;
1346         unsigned long gpa;
1347         unsigned long j;
1348         int ndetected = 0;
1349         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1350         long totqlen = 0;
1351
1352         /* Kick and suppress, if so configured. */
1353         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1354         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1355                 return;
1356
1357         /*
1358          * OK, time to rat on our buddy...
1359          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1360          * RCU CPU stall warnings.
1361          */
1362         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1363                rsp->name);
1364         print_cpu_stall_info_begin();
1365         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1366                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1367                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1368                 if (rnp->qsmask != 0) {
1369                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1370                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1371                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1372                                         ndetected++;
1373                                 }
1374                 }
1375                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1376         }
1377
1378         print_cpu_stall_info_end();
1379         for_each_possible_cpu(cpu)
1380                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1381                                                             cpu)->cblist);
1382         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1383                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1384                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1385         if (ndetected) {
1386                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1387
1388                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1389                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1390         } else {
1391                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1392                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1393                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1394                 } else {
1395                         j = jiffies;
1396                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1397                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1398                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1399                                jiffies_till_next_fqs,
1400                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1401                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1402                         sched_show_task(current);
1403                 }
1404         }
1405         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1406         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1407                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1408                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1409
1410         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1411
1412         panic_on_rcu_stall();
1413
1414         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1415 }
1416
1417 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1418 {
1419         int cpu;
1420         unsigned long flags;
1421         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1422         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1423         long totqlen = 0;
1424
1425         /* Kick and suppress, if so configured. */
1426         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1427         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1428                 return;
1429
1430         /*
1431          * OK, time to rat on ourselves...
1432          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1433          * RCU CPU stall warnings.
1434          */
1435         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1436         print_cpu_stall_info_begin();
1437         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1438         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1439         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1440         print_cpu_stall_info_end();
1441         for_each_possible_cpu(cpu)
1442                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1443                                                             cpu)->cblist);
1444         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1445                 jiffies - rsp->gp_start,
1446                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1447
1448         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1449
1450         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1451
1452         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1453         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1454         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1455                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1456                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1457         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1458
1459         panic_on_rcu_stall();
1460
1461         /*
1462          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1463          *
1464          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1465          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1466          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1467          */
1468         resched_cpu(smp_processor_id());
1469 }
1470
1471 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1472 {
1473         unsigned long completed;
1474         unsigned long gpnum;
1475         unsigned long gps;
1476         unsigned long j;
1477         unsigned long jn;
1478         unsigned long js;
1479         struct rcu_node *rnp;
1480
1481         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1482             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1483                 return;
1484         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1485         j = jiffies;
1486
1487         /*
1488          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1489          *
1490          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1491          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1492          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1493          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1494          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1495          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1496          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1497          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1498          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1499          * from rsp->gpnum.
1500          *
1501          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1502          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1503          */
1504         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1505         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1506         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1507         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1508         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1509         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1510         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1511         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1512             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1513             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1514                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1515         rnp = rdp->mynode;
1516         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1517         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1518             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1519             cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1520
1521                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1522                 print_cpu_stall(rsp);
1523
1524         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1525                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1526                    cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1527
1528                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1529                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1530         }
1531 }
1532
1533 /**
1534  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1535  *
1536  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1537  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1538  * RCU grace periods.
1539  *
1540  * The caller must disable hard irqs.
1541  */
1542 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1543 {
1544         struct rcu_state *rsp;
1545
1546         for_each_rcu_flavor(rsp)
1547                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1552  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1553  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1554  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1555  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1556  *
1557  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1558  */
1559 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1560                                        struct rcu_node *rnp)
1561 {
1562         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1563
1564         /*
1565          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1566          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1567          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1568          * period might have started, but just not yet gotten around
1569          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1570          */
1571         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1572                 return rnp->completed + 1;
1573
1574         /*
1575          * If the current rcu_node structure believes that RCU is
1576          * idle, and if the rcu_state structure does not yet reflect
1577          * the start of a new grace period, then the next grace period
1578          * will suffice.  The memory barrier is needed to accurately
1579          * sample the rsp->gpnum, and pairs with the second lock
1580          * acquisition in rcu_gp_init(), which is augmented with
1581          * smp_mb__after_unlock_lock() for this purpose.
1582          */
1583         if (rnp->gpnum == rnp->completed) {
1584                 smp_mb(); /* See above block comment. */
1585                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) == rnp->completed)
1586                         return rnp->completed + 1;
1587         }
1588
1589         /*
1590          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1591          * then the subsequent full grace period.
1592          */
1593         return rnp->completed + 2;
1594 }
1595
1596 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1597 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1598                               unsigned long c, const char *s)
1599 {
1600         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1601                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1602                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1607  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1608  * rcu_node structure's ->need_future_gp[] field.  Returns true if there
1609  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1610  *
1611  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1612  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1613  */
1614 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1615                               unsigned long c)
1616 {
1617         bool ret = false;
1618         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1619         struct rcu_node *rnp_root;
1620
1621         /*
1622          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1623          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1624          * has already been recorded -- or has already started.  If there
1625          * is already a grace period in progress in a non-leaf node, no
1626          * recording is needed because the end of the grace period will
1627          * scan the leaf rcu_node structures.  Note that rnp->lock must
1628          * not be released.
1629          */
1630         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1631         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1632         for (rnp_root = rnp; 1; rnp_root = rnp_root->parent) {
1633                 if (rnp_root != rnp)
1634                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1635                 WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_LT(rnp_root->gpnum +
1636                                           need_future_gp_mask(), c));
1637                 if (need_future_gp_element(rnp_root, c) ||
1638                     ULONG_CMP_GE(rnp_root->gpnum, c) ||
1639                     (rnp != rnp_root &&
1640                      rnp_root->gpnum != rnp_root->completed)) {
1641                         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Prestarted"));
1642                         goto unlock_out;
1643                 }
1644                 need_future_gp_element(rnp_root, c) = true;
1645                 if (rnp_root != rnp && rnp_root->parent != NULL)
1646                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1647                 if (!rnp_root->parent)
1648                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1649         }
1650
1651         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1652         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1653                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1654                 goto unlock_out;
1655         }
1656         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1657         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1658         rsp->gp_req_activity = jiffies;
1659         if (!rsp->gp_kthread) {
1660                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("NoGPkthread"));
1661                 goto unlock_out;
1662         }
1663         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum), TPS("newreq"));
1664         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1665 unlock_out:
1666         if (rnp != rnp_root)
1667                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1668         return ret;
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1673  * whether any additional grace periods have been requested.
1674  */
1675 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1676 {
1677         unsigned long c = rnp->completed;
1678         bool needmore;
1679         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1680
1681         need_future_gp_element(rnp, c) = false;
1682         needmore = need_any_future_gp(rnp);
1683         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c,
1684                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1685         return needmore;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1690  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1691  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1692  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1693  * a kthread that has not yet been created.
1694  */
1695 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1696 {
1697         if (current == rsp->gp_kthread ||
1698             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1699             !rsp->gp_kthread)
1700                 return;
1701         swake_up(&rsp->gp_wq);
1702 }
1703
1704 /*
1705  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1706  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1707  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1708  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1709  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1710  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1711  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1712  * awaken the RCU grace-period kthread.
1713  *
1714  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1715  */
1716 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1717                                struct rcu_data *rdp)
1718 {
1719         unsigned long c;
1720         bool ret = false;
1721
1722         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1723
1724         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1725         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1726                 return false;
1727
1728         /*
1729          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1730          * information.  Something about the fact that getting exact
1731          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1732          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1733          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1734          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1735          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1736          * number.
1737          */
1738         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1739         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c))
1740                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, c);
1741
1742         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1743         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1744                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1745         else
1746                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1747         return ret;
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1752  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1753  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1754  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1755  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1756  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1757  *
1758  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1759  */
1760 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1761                             struct rcu_data *rdp)
1762 {
1763         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1764
1765         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1766         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1767                 return false;
1768
1769         /*
1770          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1771          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1772          */
1773         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1774
1775         /* Classify any remaining callbacks. */
1776         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1781  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1782  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1783  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1784  */
1785 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1786                               struct rcu_data *rdp)
1787 {
1788         bool ret;
1789         bool need_gp;
1790
1791         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1792
1793         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1794         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1795             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1796
1797                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1798                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1799
1800         } else {
1801
1802                 /* Advance callbacks. */
1803                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1804
1805                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1806                 rdp->completed = rnp->completed;
1807                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1808         }
1809
1810         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1811                 /*
1812                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1813                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1814                  * go looking for one.
1815                  */
1816                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1817                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1818                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1819                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1820                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1821                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1822                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1823                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1824                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1825         }
1826         if (rdp->gp_seq != rnp->gp_seq)
1827                 rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
1828         return ret;
1829 }
1830
1831 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1832 {
1833         unsigned long flags;
1834         bool needwake;
1835         struct rcu_node *rnp;
1836
1837         local_irq_save(flags);
1838         rnp = rdp->mynode;
1839         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1840              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1841              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1842             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1843                 local_irq_restore(flags);
1844                 return;
1845         }
1846         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1847         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1848         if (needwake)
1849                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1850 }
1851
1852 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1853 {
1854         if (delay > 0 &&
1855             !(rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq) %
1856               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1857                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1862  */
1863 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1864 {
1865         unsigned long oldmask;
1866         struct rcu_data *rdp;
1867         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1868
1869         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1870         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1871         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1872                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1873                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1874                 return false;
1875         }
1876         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1877
1878         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1879                 /*
1880                  * Grace period already in progress, don't start another.
1881                  * Not supposed to be able to happen.
1882                  */
1883                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1884                 return false;
1885         }
1886
1887         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1888         record_gp_stall_check_time(rsp);
1889         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1890         WARN_ON_ONCE(rsp->gpnum << RCU_SEQ_CTR_SHIFT != rsp->gp_seq);
1891         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1892         smp_mb(); /* Pairs with barriers in stall-warning code. */
1893         rcu_seq_start(&rsp->gp_seq);
1894         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1895         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1896
1897         /*
1898          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1899          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1900          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1901          * will handle subsequent offline CPUs.
1902          */
1903         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1904                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1905                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1906                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1907                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1908                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1909                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1910                         continue;
1911                 }
1912
1913                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1914                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1915                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1916
1917                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1918                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1919                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1920                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1921                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1922                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1923                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1924                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1925                 }
1926
1927                 /*
1928                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1929                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1930                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1931                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1932                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1933                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1934                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1935                  */
1936                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1937                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1938                      rnp->qsmaskinit)) {
1939                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1940                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1941                 }
1942
1943                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1944         }
1945
1946         /*
1947          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1948          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1949          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1950          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1951          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1952          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1953          * leaf node has been initialized.
1954          *
1955          * The grace period cannot complete until the initialization
1956          * process finishes, because this kthread handles both.
1957          */
1958         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1959                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1960                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1961                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1962                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1963                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1964                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1965                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1966                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1967                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rsp->gp_seq);
1968                 if (rnp == rdp->mynode)
1969                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1970                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1971                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1972                                             rnp->level, rnp->grplo,
1973                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1974                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1975                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1976                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1977         }
1978
1979         return true;
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
1984  * time.
1985  */
1986 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1987 {
1988         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1989
1990         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1991         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1992         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1993                 return true;
1994
1995         /* The current grace period has completed. */
1996         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1997                 return true;
1998
1999         return false;
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Do one round of quiescent-state forcing.
2004  */
2005 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2006 {
2007         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2008
2009         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2010         rsp->n_force_qs++;
2011         if (first_time) {
2012                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2013                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2014         } else {
2015                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2016                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2017         }
2018         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2019         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2020                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2021                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2022                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2023                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2024         }
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Clean up after the old grace period.
2029  */
2030 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2031 {
2032         unsigned long gp_duration;
2033         bool needgp = false;
2034         unsigned long new_gp_seq;
2035         struct rcu_data *rdp;
2036         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2037         struct swait_queue_head *sq;
2038
2039         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2040         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2041         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2042         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2043                 rsp->gp_max = gp_duration;
2044
2045         /*
2046          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2047          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2048          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2049          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2050          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2051          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2052          */
2053         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2054
2055         /*
2056          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2057          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2058          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2059          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2060          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2061          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2062          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2063          */
2064         new_gp_seq = rsp->gp_seq;
2065         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2066         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2067                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2068                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2069                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2070                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2071                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2072                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2073                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2074                 if (rnp == rdp->mynode)
2075                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2076                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2077                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2078                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2079                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2080                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2081                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2082                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2083                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2084         }
2085         rnp = rcu_get_root(rsp);
2086         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before rsp->gp_seq update. */
2087
2088         /* Declare grace period done. */
2089         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2090         rcu_seq_end(&rsp->gp_seq);
2091         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2092         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2093         /* Check for GP requests since above loop. */
2094         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2095         if (need_any_future_gp(rnp)) {
2096                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rsp->completed - 1,
2097                                   TPS("CleanupMore"));
2098                 needgp = true;
2099         }
2100         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2101         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2102                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2103                 rsp->gp_req_activity = jiffies;
2104                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2105                                        TPS("newreq"));
2106         } else {
2107                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2108         }
2109         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Body of kthread that handles grace periods.
2114  */
2115 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2116 {
2117         bool first_gp_fqs;
2118         int gf;
2119         unsigned long j;
2120         int ret;
2121         struct rcu_state *rsp = arg;
2122         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2123
2124         rcu_bind_gp_kthread();
2125         for (;;) {
2126
2127                 /* Handle grace-period start. */
2128                 for (;;) {
2129                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2130                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2131                                                TPS("reqwait"));
2132                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2133                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2134                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2135                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2136                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2137                         if (rcu_gp_init(rsp))
2138                                 break;
2139                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2140                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2141                         WARN_ON(signal_pending(current));
2142                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2143                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2144                                                TPS("reqwaitsig"));
2145                 }
2146
2147                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2148                 first_gp_fqs = true;
2149                 j = jiffies_till_first_fqs;
2150                 if (j > HZ) {
2151                         j = HZ;
2152                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2153                 }
2154                 ret = 0;
2155                 for (;;) {
2156                         if (!ret) {
2157                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2158                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2159                                            jiffies + 3 * j);
2160                         }
2161                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2162                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2163                                                TPS("fqswait"));
2164                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2165                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2166                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2167                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2168                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2169                         /* If grace period done, leave loop. */
2170                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2171                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2172                                 break;
2173                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2174                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2175                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2176                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2177                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2178                                                        TPS("fqsstart"));
2179                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2180                                 first_gp_fqs = false;
2181                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2182                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2183                                                        TPS("fqsend"));
2184                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2185                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2186                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2187                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2188                                 if (j > HZ) {
2189                                         j = HZ;
2190                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2191                                 } else if (j < 1) {
2192                                         j = 1;
2193                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2194                                 }
2195                         } else {
2196                                 /* Deal with stray signal. */
2197                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2198                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2199                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2200                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2201                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2202                                                        TPS("fqswaitsig"));
2203                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2204                                 j = jiffies;
2205                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2206                                         j = 1;
2207                                 else
2208                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2209                         }
2210                 }
2211
2212                 /* Handle grace-period end. */
2213                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2214                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2215                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2216         }
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2221  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2222  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2223  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2224  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2225  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2226  * which is released before return.
2227  */
2228 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2229         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2230 {
2231         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2232         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2233         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2234         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2235         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2240  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2241  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2242  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2243  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2244  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2245  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2246  * must be held upon entry, and it is released before return.
2247  */
2248 static void
2249 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2250                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2251         __releases(rnp->lock)
2252 {
2253         unsigned long oldmask = 0;
2254         struct rcu_node *rnp_c;
2255
2256         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2257
2258         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2259         for (;;) {
2260                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2261
2262                         /*
2263                          * Our bit has already been cleared, or the
2264                          * relevant grace period is already over, so done.
2265                          */
2266                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2267                         return;
2268                 }
2269                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2270                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2271                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2272                 rnp->qsmask &= ~mask;
2273                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2274                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2275                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2276                                                  !!rnp->gp_tasks);
2277                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2278
2279                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2280                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2281                         return;
2282                 }
2283                 rnp->completedqs = rnp->gpnum;
2284                 mask = rnp->grpmask;
2285                 if (rnp->parent == NULL) {
2286
2287                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2288
2289                         break;
2290                 }
2291                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2292                 rnp_c = rnp;
2293                 rnp = rnp->parent;
2294                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2295                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2296         }
2297
2298         /*
2299          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2300          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2301          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2302          */
2303         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2308  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2309  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2310  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2311  * disabled.
2312  */
2313 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2314                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2315         __releases(rnp->lock)
2316 {
2317         unsigned long gps;
2318         unsigned long mask;
2319         struct rcu_node *rnp_p;
2320
2321         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2322         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2323             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2324                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2325                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2326         }
2327
2328         rnp_p = rnp->parent;
2329         if (rnp_p == NULL) {
2330                 /*
2331                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2332                  * try to report up to its nonexistent parent!
2333                  */
2334                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2335                 return;
2336         }
2337
2338         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2339         gps = rnp->gpnum;
2340         mask = rnp->grpmask;
2341         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2342         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2343         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2348  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2349  */
2350 static void
2351 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2352 {
2353         unsigned long flags;
2354         unsigned long mask;
2355         bool needwake;
2356         struct rcu_node *rnp;
2357
2358         rnp = rdp->mynode;
2359         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2360         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2361             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2362
2363                 /*
2364                  * The grace period in which this quiescent state was
2365                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2366                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2367                  * within the current grace period.
2368                  */
2369                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2370                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2371                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2372                 return;
2373         }
2374         mask = rdp->grpmask;
2375         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2376                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2377         } else {
2378                 rdp->core_needs_qs = false;
2379
2380                 /*
2381                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2382                  * callbacks can be processed during the next GP.
2383                  */
2384                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2385
2386                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2387                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2388                 if (needwake)
2389                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2390         }
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2395  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2396  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2397  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2398  */
2399 static void
2400 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2401 {
2402         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2403         note_gp_changes(rsp, rdp);
2404
2405         /*
2406          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2407          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2408          */
2409         if (!rdp->core_needs_qs)
2410                 return;
2411
2412         /*
2413          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2414          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2415          */
2416         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2417                 return;
2418
2419         /*
2420          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2421          * judge of that).
2422          */
2423         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2428  */
2429 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2430 {
2431         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2432         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2433         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2434
2435         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2436                 return;
2437
2438         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2439         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2440                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2441                                TPS("cpuofl"));
2442 }
2443
2444 /*
2445  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2446  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2447  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2448  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2449  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2450  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2451  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2452  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2453  * updated
2454  *
2455  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2456  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2457  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2458  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2459  * invoke it again.
2460  */
2461 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2462 {
2463         long mask;
2464         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2465
2466         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2467         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2468             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2469                 return;
2470         for (;;) {
2471                 mask = rnp->grpmask;
2472                 rnp = rnp->parent;
2473                 if (!rnp)
2474                         break;
2475                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2476                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2477                 rnp->qsmask &= ~mask;
2478                 if (rnp->qsmaskinit) {
2479                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2480                         /* irqs remain disabled. */
2481                         return;
2482                 }
2483                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2484         }
2485 }
2486
2487 /*
2488  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2489  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2490  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2491  * explicit locking.
2492  */
2493 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2494 {
2495         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2496         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2497
2498         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2499                 return;
2500
2501         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2502         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2507  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2508  */
2509 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2510 {
2511         unsigned long flags;
2512         struct rcu_head *rhp;
2513         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2514         long bl, count;
2515
2516         /* If no callbacks are ready, just return. */
2517         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2518                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2519                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2520                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2521                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2522                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2523                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2524                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2525                 return;
2526         }
2527
2528         /*
2529          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2530          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2531          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2532          */
2533         local_irq_save(flags);
2534         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2535         bl = rdp->blimit;
2536         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2537                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2538         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2539         local_irq_restore(flags);
2540
2541         /* Invoke callbacks. */
2542         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2543         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2544                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2545                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2546                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2547                 /*
2548                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2549                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2550                  */
2551                 if (-rcl.len >= bl &&
2552                     (need_resched() ||
2553                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2554                         break;
2555         }
2556
2557         local_irq_save(flags);
2558         count = -rcl.len;
2559         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2560                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2561
2562         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2563         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2564         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2565         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2566
2567         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2568         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2569         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2570                 rdp->blimit = blimit;
2571
2572         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2573         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2574                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2575                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2576         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2577                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2578
2579         /*
2580          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2581          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2582          */
2583         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2584
2585         local_irq_restore(flags);
2586
2587         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2588         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2589                 invoke_rcu_core();
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2594  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2595  * Also schedule RCU core processing.
2596  *
2597  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2598  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2599  */
2600 void rcu_check_callbacks(int user)
2601 {
2602         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2603         increment_cpu_stall_ticks();
2604         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2605
2606                 /*
2607                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2608                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2609                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2610                  * a quiescent state, so note it.
2611                  *
2612                  * No memory barrier is required here because both
2613                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2614                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2615                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2616                  */
2617
2618                 rcu_sched_qs();
2619                 rcu_bh_qs();
2620
2621         } else if (!in_softirq()) {
2622
2623                 /*
2624                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2625                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2626                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2627                  * critical section, so note it.
2628                  */
2629
2630                 rcu_bh_qs();
2631         }
2632         rcu_preempt_check_callbacks();
2633         if (rcu_pending())
2634                 invoke_rcu_core();
2635         if (user)
2636                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2637         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2638 }
2639
2640 /*
2641  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2642  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2643  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2644  *
2645  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2646  */
2647 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2648 {
2649         int cpu;
2650         unsigned long flags;
2651         unsigned long mask;
2652         struct rcu_node *rnp;
2653
2654         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2655                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2656                 mask = 0;
2657                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2658                 if (rnp->qsmask == 0) {
2659                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2660                             rsp != rcu_state_p ||
2661                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2662                                 /*
2663                                  * No point in scanning bits because they
2664                                  * are all zero.  But we might need to
2665                                  * priority-boost blocked readers.
2666                                  */
2667                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2668                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2669                                 continue;
2670                         }
2671                         if (rnp->parent &&
2672                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2673                                 /*
2674                                  * Race between grace-period
2675                                  * initialization and task exiting RCU
2676                                  * read-side critical section: Report.
2677                                  */
2678                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2679                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2680                                 continue;
2681                         }
2682                 }
2683                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2684                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2685                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2686                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2687                                         mask |= bit;
2688                         }
2689                 }
2690                 if (mask != 0) {
2691                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2692                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2693                 } else {
2694                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2695                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2696                 }
2697         }
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2702  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2703  */
2704 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2705 {
2706         unsigned long flags;
2707         bool ret;
2708         struct rcu_node *rnp;
2709         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2710
2711         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2712         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2713         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2714                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2715                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2716                 if (rnp_old != NULL)
2717                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2718                 if (ret)
2719                         return;
2720                 rnp_old = rnp;
2721         }
2722         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2723
2724         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2725         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2726         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2727         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2728                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2729                 return;  /* Someone beat us to it. */
2730         }
2731         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2732         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2733         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2734 }
2735
2736 /*
2737  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2738  * RCU to come out of its idle mode.
2739  */
2740 static void
2741 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2742                          struct rcu_data *rdp)
2743 {
2744         unsigned long flags;
2745         unsigned long j;
2746         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2747         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2748
2749         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) ||
2750             rcu_gp_in_progress(rsp) || !need_any_future_gp(rcu_get_root(rsp)))
2751                 return;
2752         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2753         if (time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2754             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2755             atomic_read(&warned))
2756                 return;
2757
2758         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2759         j = jiffies;
2760         if (rcu_gp_in_progress(rsp) || !need_any_future_gp(rcu_get_root(rsp)) ||
2761             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2762             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2763             atomic_read(&warned)) {
2764                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2765                 return;
2766         }
2767         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2768
2769         if (rnp_root != rnp)
2770                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2771         j = jiffies;
2772         if (rcu_gp_in_progress(rsp) || !need_any_future_gp(rcu_get_root(rsp)) ||
2773             time_before(j, rsp->gp_req_activity + HZ) ||
2774             time_before(j, rsp->gp_activity + HZ) ||
2775             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2776                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2777                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2778                 return;
2779         }
2780         pr_alert("%s: g%lu %d%d%d%d gar:%lu ga:%lu f%#x %s->state:%#lx\n",
2781                  __func__, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2782                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 0),
2783                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 1),
2784                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 2),
2785                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 3),
2786                  j - rsp->gp_req_activity, j - rsp->gp_activity,
2787                  rsp->gp_flags, rsp->name,
2788                  rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2789         WARN_ON(1);
2790         if (rnp_root != rnp)
2791                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2792         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2793 }
2794
2795 /*
2796  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2797  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2798  * whom the rdp belongs.
2799  */
2800 static void
2801 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2802 {
2803         unsigned long flags;
2804         bool needwake;
2805         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2806         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2807
2808         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2809
2810         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2811         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2812
2813         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2814         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2815             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2816                 local_irq_save(flags);
2817                 if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL)) {
2818                         local_irq_restore(flags);
2819                 } else {
2820                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs disabled. */
2821                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2822                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2823                         if (needwake)
2824                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2825                 }
2826         }
2827
2828         rcu_check_gp_start_stall(rsp, rnp, rdp);
2829
2830         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2831         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2832                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2833
2834         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2835         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Do RCU core processing for the current CPU.
2840  */
2841 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2842 {
2843         struct rcu_state *rsp;
2844
2845         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2846                 return;
2847         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2848         for_each_rcu_flavor(rsp)
2849                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2850         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2851 }
2852
2853 /*
2854  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2855  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2856  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2857  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2858  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2859  */
2860 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2861 {
2862         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2863                 return;
2864         if (likely(!rsp->boost)) {
2865                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2866                 return;
2867         }
2868         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2869 }
2870
2871 static void invoke_rcu_core(void)
2872 {
2873         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2874                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2875 }
2876
2877 /*
2878  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2879  */
2880 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2881                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2882 {
2883         bool needwake;
2884
2885         /*
2886          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2887          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2888          */
2889         if (!rcu_is_watching())
2890                 invoke_rcu_core();
2891
2892         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2893         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2894                 return;
2895
2896         /*
2897          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2898          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2899          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2900          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2901          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2902          */
2903         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2904                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2905
2906                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2907                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2908
2909                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2910                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2911                         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2912
2913                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2914                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2915                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2916                         if (needwake)
2917                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2918                 } else {
2919                         /* Give the grace period a kick. */
2920                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2921                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2922                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2923                                 force_quiescent_state(rsp);
2924                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2925                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2926                 }
2927         }
2928 }
2929
2930 /*
2931  * RCU callback function to leak a callback.
2932  */
2933 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2934 {
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2939  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2940  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2941  * is expected to specify a CPU.
2942  */
2943 static void
2944 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2945            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2946 {
2947         unsigned long flags;
2948         struct rcu_data *rdp;
2949
2950         /* Misaligned rcu_head! */
2951         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2952
2953         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2954                 /*
2955                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2956                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2957                  * time callback was passed to __call_rcu().
2958                  */
2959                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2960                           head, head->func);
2961                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2962                 return;
2963         }
2964         head->func = func;
2965         head->next = NULL;
2966         local_irq_save(flags);
2967         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2968
2969         /* Add the callback to our list. */
2970         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2971                 int offline;
2972
2973                 if (cpu != -1)
2974                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2975                 if (likely(rdp->mynode)) {
2976                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2977                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2978                         WARN_ON_ONCE(offline);
2979                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2980                         local_irq_restore(flags);
2981                         return;
2982                 }
2983                 /*
2984                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2985                  * and then drop through to queue the callback.
2986                  */
2987                 BUG_ON(cpu != -1);
2988                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2989                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2990                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2991         }
2992         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2993         if (!lazy)
2994                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2995
2996         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2997                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2998                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2999                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3000         else
3001                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3002                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3003                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3004
3005         /* Go handle any RCU core processing required. */
3006         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3007         local_irq_restore(flags);
3008 }
3009
3010 /**
3011  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
3012  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3013  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3014  *
3015  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3016  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3017  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
3018  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
3019  * or on voluntary preemption.
3020  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3021  *
3022  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3023  * - anything that disables preemption.
3024  *
3025  *  These may be nested.
3026  *
3027  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3028  * memory ordering guarantees.
3029  */
3030 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3031 {
3032         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3033 }
3034 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3035
3036 /**
3037  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3038  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3039  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3040  *
3041  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3042  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3043  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3044  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3045  * handler. This means that read-side critical sections in process
3046  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3047  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3048  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3049  *
3050  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3051  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3052  *
3053  * These may be nested.
3054  *
3055  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3056  * memory ordering guarantees.
3057  */
3058 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3059 {
3060         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3061 }
3062 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3063
3064 /*
3065  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3066  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3067  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3068  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3069  * function may only be called from __kfree_rcu().
3070  */
3071 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3072                     rcu_callback_t func)
3073 {
3074         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3077
3078 /*
3079  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3080  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3081  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3082  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3083  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3084  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3085  * some overhead: RCU still operates correctly.
3086  */
3087 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3088 {
3089         int ret;
3090
3091         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3092         preempt_disable();
3093         ret = num_online_cpus() <= 1;
3094         preempt_enable();
3095         return ret;
3096 }
3097
3098 /**
3099  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3100  *
3101  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3102  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3103  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3104  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3105  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3106  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3107  * rcu_read_lock_sched().
3108  *
3109  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3110  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3111  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3112  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3113  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3114  *
3115  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3116  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3117  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3118  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3119  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3120  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3121  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3122  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3123  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3124  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3125  * that are executing in the kernel.
3126  *
3127  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3128  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3129  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3130  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3131  * again only if the system has more than one CPU).
3132  */
3133 void synchronize_sched(void)
3134 {
3135         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3136                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3137                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3138                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3139         if (rcu_blocking_is_gp())
3140                 return;
3141         if (rcu_gp_is_expedited())
3142                 synchronize_sched_expedited();
3143         else
3144                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3145 }
3146 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3147
3148 /**
3149  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3150  *
3151  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3152  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3153  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3154  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3155  * and may be nested.
3156  *
3157  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3158  * on memory ordering guarantees.
3159  */
3160 void synchronize_rcu_bh(void)
3161 {
3162         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3163                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3164                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3165                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3166         if (rcu_blocking_is_gp())
3167                 return;
3168         if (rcu_gp_is_expedited())
3169                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3170         else
3171                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3172 }
3173 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3174
3175 /**
3176  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3177  *
3178  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3179  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3180  * meantime.
3181  */
3182 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3183 {
3184         /*
3185          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3186          * before the load from ->gpnum.
3187          */
3188         smp_mb();  /* ^^^ */
3189
3190         /*
3191          * Make sure this load happens before the purportedly
3192          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3193          * and cond_synchronize_rcu().
3194          */
3195         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3196 }
3197 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3198
3199 /**
3200  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3201  *
3202  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3203  *
3204  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3205  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3206  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3207  *
3208  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3209  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3210  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3211  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3212  */
3213 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3214 {
3215         unsigned long newstate;
3216
3217         /*
3218          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3219          * actions the caller might carry out after we return.
3220          */
3221         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3222         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3223                 synchronize_rcu();
3224 }
3225 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3226
3227 /**
3228  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3229  *
3230  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3231  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3232  * meantime.
3233  */
3234 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3235 {
3236         /*
3237          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3238          * before the load from ->gpnum.
3239          */
3240         smp_mb();  /* ^^^ */
3241
3242         /*
3243          * Make sure this load happens before the purportedly
3244          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3245          * and cond_synchronize_sched().
3246          */
3247         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3248 }
3249 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3250
3251 /**
3252  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3253  *
3254  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3255  *
3256  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3257  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3258  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3259  *
3260  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3261  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3262  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3263  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3264  */
3265 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3266 {
3267         unsigned long newstate;
3268
3269         /*
3270          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3271          * actions the caller might carry out after we return.
3272          */
3273         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3274         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3275                 synchronize_sched();
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3278
3279 /*
3280  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3281  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3282  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3283  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3284  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3285  */
3286 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3287 {
3288         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3289
3290         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3291         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3292
3293         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3294         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3295                 return 0;
3296
3297         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3298         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3299                 return 1;
3300
3301         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3302         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3303                 return 1;
3304
3305         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3306         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3307             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3308             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3309                 return 1;
3310
3311         /* Has another RCU grace period completed?  */
3312         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) /* outside lock */
3313                 return 1;
3314
3315         /* Has a new RCU grace period started? */
3316         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3317             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3318                 return 1;
3319
3320         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3321         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3322                 return 1;
3323
3324         /* nothing to do */
3325         return 0;
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3330  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3331  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3332  */
3333 static int rcu_pending(void)
3334 {
3335         struct rcu_state *rsp;
3336
3337         for_each_rcu_flavor(rsp)
3338                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3339                         return 1;
3340         return 0;
3341 }
3342
3343 /*
3344  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3345  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3346  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3347  */
3348 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3349 {
3350         bool al = true;
3351         bool hc = false;
3352         struct rcu_data *rdp;
3353         struct rcu_state *rsp;
3354
3355         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3356                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3357                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3358                         continue;
3359                 hc = true;
3360                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3361                         al = false;
3362                         break;
3363                 }
3364         }
3365         if (all_lazy)
3366                 *all_lazy = al;
3367         return hc;
3368 }
3369
3370 /*
3371  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3372  * the compiler is expected to optimize this away.
3373  */
3374 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3375                                int cpu, unsigned long done)
3376 {
3377         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3378                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3379 }
3380
3381 /*
3382  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3383  * up the task executing _rcu_barrier().
3384  */
3385 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3386 {
3387         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3388         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3389
3390         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3391                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3392                                    rsp->barrier_sequence);
3393                 complete(&rsp->barrier_completion);
3394         } else {
3395                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3396         }
3397 }
3398
3399 /*
3400  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3401  */
3402 static void rcu_barrier_func(void *type)
3403 {
3404         struct rcu_state *rsp = type;
3405         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3406
3407         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3408         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3409         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3410         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3411                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3412         } else {
3413                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3414                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3415                                    rsp->barrier_sequence);
3416         }
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3421  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3422  */
3423 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3424 {
3425         int cpu;
3426         struct rcu_data *rdp;
3427         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3428
3429         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3430
3431         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3432         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3433
3434         /* Did someone else do our work for us? */
3435         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3436                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3437                                    rsp->barrier_sequence);
3438                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3439                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3440                 return;
3441         }
3442
3443         /* Mark the start of the barrier operation. */
3444         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3445         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3446
3447         /*
3448          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3449          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3450          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3451          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3452          */
3453         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3454         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3455         get_online_cpus();
3456
3457         /*
3458          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3459          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3460          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3461          */
3462         for_each_possible_cpu(cpu) {
3463                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3464                         continue;
3465                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3466                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3467                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3468                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3469                                                    rsp->barrier_sequence);
3470                         } else {
3471                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3472                                                    rsp->barrier_sequence);
3473                                 smp_mb__before_atomic();
3474                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3475                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3476                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3477                         }
3478                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3479                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3480                                            rsp->barrier_sequence);
3481                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3482                 } else {
3483                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3484                                            rsp->barrier_sequence);
3485                 }
3486         }
3487         put_online_cpus();
3488
3489         /*
3490          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3491          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3492          */
3493         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3494                 complete(&rsp->barrier_completion);
3495
3496         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3497         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3498
3499         /* Mark the end of the barrier operation. */
3500         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3501         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3502
3503         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3504         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3505 }
3506
3507 /**
3508  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3509  */
3510 void rcu_barrier_bh(void)
3511 {
3512         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3515
3516 /**
3517  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3518  */
3519 void rcu_barrier_sched(void)
3520 {
3521         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3522 }
3523 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3524
3525 /*
3526  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3527  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3528  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3529  * disabled.
3530  */
3531 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3532 {
3533         long mask;
3534         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3535
3536         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
3537         for (;;) {
3538                 mask = rnp->grpmask;
3539                 rnp = rnp->parent;
3540                 if (rnp == NULL)
3541                         return;
3542                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3543                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3544                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3545         }
3546 }
3547
3548 /*
3549  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3550  */
3551 static void __init
3552 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3553 {
3554         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3555
3556         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3557         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3558         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3559         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3560         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3561         rdp->cpu = cpu;
3562         rdp->rsp = rsp;
3563         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3564 }
3565
3566 /*
3567  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3568  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3569  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3570  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3571  */
3572 static void
3573 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3574 {
3575         unsigned long flags;
3576         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3577         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3578
3579         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3580         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3581         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3582         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3583         rdp->blimit = blimit;
3584         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3585             !init_nocb_callback_list(rdp))
3586                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3587         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3588         rcu_dynticks_eqs_online();
3589         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3590
3591         /*
3592          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3593          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3594          * of the next grace period.
3595          */
3596         rnp = rdp->mynode;
3597         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3598         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3599         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3600         rdp->completed = rnp->completed;
3601         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3602         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3603         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3604         rdp->core_needs_qs = false;
3605         rdp->rcu_iw_pending = false;
3606         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum - 1;
3607         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3608         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3613  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3614  */
3615 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3616 {
3617         struct rcu_state *rsp;
3618
3619         for_each_rcu_flavor(rsp)
3620                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3621
3622         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3623         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3624
3625         return 0;
3626 }
3627
3628 /*
3629  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3630  */
3631 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3632 {
3633         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3634
3635         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3640  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3641  */
3642 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3643 {
3644         unsigned long flags;
3645         struct rcu_data *rdp;
3646         struct rcu_node *rnp;
3647         struct rcu_state *rsp;
3648
3649         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3650                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3651                 rnp = rdp->mynode;
3652                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3653                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3654                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3655         }
3656         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3657                 srcu_online_cpu(cpu);
3658         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3659                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3660         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3661         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3662         return 0;
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3667  * with pretty much all services enabled.
3668  */
3669 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3670 {
3671         unsigned long flags;
3672         struct rcu_data *rdp;
3673         struct rcu_node *rnp;
3674         struct rcu_state *rsp;
3675
3676         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3677                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3678                 rnp = rdp->mynode;
3679                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3680                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3681                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3682         }
3683
3684         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3685         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3686                 srcu_offline_cpu(cpu);
3687         return 0;
3688 }
3689
3690 /*
3691  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3692  */
3693 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3694 {
3695         struct rcu_state *rsp;
3696
3697         for_each_rcu_flavor(rsp)
3698                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3699         return 0;
3700 }
3701
3702 /*
3703  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3704  */
3705 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3706 {
3707         struct rcu_state *rsp;
3708
3709         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3710                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3711                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3712         }
3713         return 0;
3714 }
3715
3716 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3717
3718 /*
3719  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3720  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3721  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3722  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3723  * will result in lockdep splats.
3724  *
3725  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3726  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3727  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3728  */
3729 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3730 {
3731         unsigned long flags;
3732         unsigned long mask;
3733         int nbits;
3734         unsigned long oldmask;
3735         struct rcu_data *rdp;
3736         struct rcu_node *rnp;
3737         struct rcu_state *rsp;
3738
3739         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3740                 return;
3741
3742         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3743
3744         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3745                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3746                 rnp = rdp->mynode;
3747                 mask = rdp->grpmask;
3748                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3749                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3750                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3751                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3752                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3753                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3754                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3755                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3756                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3757         }
3758         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3759 }
3760
3761 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3762 /*
3763  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3764  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3765  * bit masks.
3766  */
3767 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3768 {
3769         unsigned long flags;
3770         unsigned long mask;
3771         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3772         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3773
3774         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3775         mask = rdp->grpmask;
3776         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3777         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3778         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3779 }
3780
3781 /*
3782  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3783  * the list of CPUs that RCU must track.
3784  *
3785  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3786  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3787  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3788  */
3789 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3790 {
3791         struct rcu_state *rsp;
3792
3793         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3794         preempt_disable();
3795         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3796                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3797         preempt_enable();
3798         for_each_rcu_flavor(rsp)
3799                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3800
3801         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3802 }
3803
3804 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3805 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3806 {
3807         unsigned long flags;
3808         struct rcu_data *my_rdp;
3809         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3810         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3811         bool needwake;
3812
3813         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3814                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3815
3816         local_irq_save(flags);
3817         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3818         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3819                 local_irq_restore(flags);
3820                 return;
3821         }
3822         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3823         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3824         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3825                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3826         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3827         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3828                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3829         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3830         if (needwake)
3831                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3832         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3833                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3834                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3835                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3836                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3837 }
3838
3839 /*
3840  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3841  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3842  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3843  */
3844 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3845 {
3846         struct rcu_state *rsp;
3847
3848         for_each_rcu_flavor(rsp)
3849                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3850 }
3851 #endif
3852
3853 /*
3854  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3855  * and hibernation run faster.
3856  */
3857 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3858                          unsigned long action, void *hcpu)
3859 {
3860         switch (action) {
3861         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3862         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3863                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3864                         rcu_expedite_gp();
3865                 break;
3866         case PM_POST_HIBERNATION:
3867         case PM_POST_SUSPEND:
3868                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3869                         rcu_unexpedite_gp();
3870                 break;
3871         default:
3872                 break;
3873         }
3874         return NOTIFY_OK;
3875 }
3876
3877 /*
3878  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3879  */
3880 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3881 {
3882         unsigned long flags;
3883         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3884         struct rcu_node *rnp;
3885         struct rcu_state *rsp;
3886         struct sched_param sp;
3887         struct task_struct *t;
3888
3889         /* Force priority into range. */
3890         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3891                 kthread_prio = 1;
3892         else if (kthread_prio < 0)
3893                 kthread_prio = 0;
3894         else if (kthread_prio > 99)
3895                 kthread_prio = 99;
3896         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3897                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3898                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3899
3900         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3901         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3902                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3903                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3904                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3905                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3906                 rsp->gp_kthread = t;
3907                 if (kthread_prio) {
3908                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3909                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3910                 }
3911                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3912                 wake_up_process(t);
3913         }
3914         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3915         rcu_spawn_boost_kthreads();
3916         return 0;
3917 }
3918 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3919
3920 /*
3921  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3922  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3923  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3924  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3925  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3926  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3927  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3928  * runtime RCU functionality.
3929  */
3930 void rcu_scheduler_starting(void)
3931 {
3932         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3933         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3934         rcu_test_sync_prims();
3935         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3936         rcu_test_sync_prims();
3937 }
3938
3939 /*
3940  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3941  */
3942 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3943 {
3944         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3945         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3946         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3947         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3948
3949         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3950         int cpustride = 1;
3951         int i;
3952         int j;
3953         struct rcu_node *rnp;
3954
3955         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3956
3957         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3958         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3959                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3960
3961         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3962
3963         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3964                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3965         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3966
3967         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3968
3969         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3970                 cpustride *= levelspread[i];
3971                 rnp = rsp->level[i];
3972                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3973                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3974                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3975                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3976                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3977                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3978                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3979                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3980                         rnp->completed = rsp->completed;
3981                         rnp->gp_seq = rsp->gp_seq;
3982                         rnp->completedqs = rsp->completed;
3983                         rnp->qsmask = 0;
3984                         rnp->qsmaskinit = 0;
3985                         rnp->grplo = j * cpustride;
3986                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3987                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3988                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3989                         if (i == 0) {
3990                                 rnp->grpnum = 0;
3991                                 rnp->grpmask = 0;
3992                                 rnp->parent = NULL;
3993                         } else {
3994                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3995                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3996                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3997                                               j / levelspread[i - 1];
3998                         }
3999                         rnp->level = i;
4000                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4001                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4002                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4003                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4004                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4005                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4006                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4007                 }
4008         }
4009
4010         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4011         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4012         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
4013         for_each_possible_cpu(i) {
4014                 while (i > rnp->grphi)
4015                         rnp++;
4016                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4017                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4018         }
4019         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4020 }
4021
4022 /*
4023  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4024  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4025  * the ->node array in the rcu_state structure.
4026  */
4027 static void __init rcu_init_geometry(void)
4028 {
4029         ulong d;
4030         int i;
4031         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4032
4033         /*
4034          * Initialize any unspecified boot parameters.
4035          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4036          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4037          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4038          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4039          */
4040         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4041         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4042                 jiffies_till_first_fqs = d;
4043         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4044                 jiffies_till_next_fqs = d;
4045
4046         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4047         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4048             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4049                 return;
4050         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4051                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4052
4053         /*
4054          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4055          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4056          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4057          * limit is exceeded.
4058          */
4059         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4060             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4061                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4062                 WARN_ON(1);
4063                 return;
4064         }
4065
4066         /*
4067          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4068          * with the given number of levels.
4069          */
4070         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4071         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4072                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4073
4074         /*
4075          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4076          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4077          */
4078         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4079                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4080                 WARN_ON(1);
4081                 return;
4082         }
4083
4084         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4085         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4086         }
4087         rcu_num_lvls = i + 1;
4088
4089         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4090         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4091                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4092                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4093         }
4094
4095         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4096         rcu_num_nodes = 0;
4097         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4098                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4099 }
4100
4101 /*
4102  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4103  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4104  */
4105 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4106 {
4107         int level = 0;
4108         struct rcu_node *rnp;
4109
4110         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4111         pr_info(" ");
4112         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4113                 if (rnp->level != level) {
4114                         pr_cont("\n");
4115                         pr_info(" ");
4116                         level = rnp->level;
4117                 }
4118                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4119         }
4120         pr_cont("\n");
4121 }
4122
4123 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4124 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4125
4126 void __init rcu_init(void)
4127 {
4128         int cpu;
4129
4130         rcu_early_boot_tests();
4131
4132         rcu_bootup_announce();
4133         rcu_init_geometry();
4134         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4135         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4136         if (dump_tree)
4137                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4138         __rcu_init_preempt();
4139         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4140
4141         /*
4142          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4143          * this is called early in boot, before either interrupts
4144          * or the scheduler are operational.
4145          */
4146         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4147         for_each_online_cpu(cpu) {
4148                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4149                 rcu_cpu_starting(cpu);
4150                 rcutree_online_cpu(cpu);
4151         }
4152
4153         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4154         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4155         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4156         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4157         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4158 }
4159
4160 #include "tree_exp.h"
4161 #include "tree_plugin.h"