rcu: Define rcu_all_qs() only in !PREEMPT builds
[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
31 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
32
33 #include <linux/types.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/init.h>
36 #include <linux/spinlock.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/rcupdate_wait.h>
39 #include <linux/interrupt.h>
40 #include <linux/sched.h>
41 #include <linux/sched/debug.h>
42 #include <linux/nmi.h>
43 #include <linux/atomic.h>
44 #include <linux/bitops.h>
45 #include <linux/export.h>
46 #include <linux/completion.h>
47 #include <linux/moduleparam.h>
48 #include <linux/percpu.h>
49 #include <linux/notifier.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/mutex.h>
52 #include <linux/time.h>
53 #include <linux/kernel_stat.h>
54 #include <linux/wait.h>
55 #include <linux/kthread.h>
56 #include <uapi/linux/sched/types.h>
57 #include <linux/prefetch.h>
58 #include <linux/delay.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/random.h>
61 #include <linux/trace_events.h>
62 #include <linux/suspend.h>
63 #include <linux/ftrace.h>
64
65 #include "tree.h"
66 #include "rcu.h"
67
68 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
69 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #endif
71 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
72
73 /* Data structures. */
74
75 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data);
76 struct rcu_state rcu_state = {
77         .level = { &rcu_state.node[0] },
78         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
79         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
80         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
81         .name = RCU_NAME,
82         .abbr = RCU_ABBR,
83         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
84         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
85         .ofl_lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
86 };
87
88 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
89 static bool dump_tree;
90 module_param(dump_tree, bool, 0444);
91 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
92 static bool rcu_fanout_exact;
93 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
94 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
95 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
96 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
97 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
98 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
99 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
100 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
101 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
102 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
106  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
107  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
108  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
110  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
111  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
112  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
113  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
114  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
115  */
116 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
117 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
118
119 /*
120  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
121  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
122  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
123  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
124  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
125  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
126  *
127  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
128  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
129  * a time.
130  */
131 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
132
133 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
134                               unsigned long gps, unsigned long flags);
135 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
136 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
137 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
138 static void invoke_rcu_core(void);
139 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_data *rdp);
140 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
141 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
142
143 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
144 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
145 module_param(kthread_prio, int, 0644);
146
147 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
148
149 static int gp_preinit_delay;
150 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
151 static int gp_init_delay;
152 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
153 static int gp_cleanup_delay;
154 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
155
156 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
157 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
158 {
159         return kthread_prio;
160 }
161 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
162
163 /*
164  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
165  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
166  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
167  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
168  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
169  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
170  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
171  */
172 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
173
174 /*
175  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
176  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
177  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
178  * in most contexts.
179  */
180 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
181 {
182         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
183 }
184
185 /*
186  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
187  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
188  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
189  */
190 static int rcu_gp_in_progress(void)
191 {
192         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
193 }
194
195 void rcu_softirq_qs(void)
196 {
197         rcu_qs();
198         rcu_preempt_deferred_qs(current);
199 }
200
201 /*
202  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
203  * control.  Initially this is for TLB flushing.
204  */
205 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
206 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
207 #ifndef rcu_eqs_special_exit
208 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
209 #endif
210
211 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
212         .dynticks_nesting = 1,
213         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
214         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
215 };
216
217 /*
218  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
219  * called when not already in an extended quiescent state.
220  */
221 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
222 {
223         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
224         int seq;
225
226         /*
227          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
228          * critical sections, and we also must force ordering with the
229          * next idle sojourn.
230          */
231         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
232         /* Better be in an extended quiescent state! */
233         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
234                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
235         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
236         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
237                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
238 }
239
240 /*
241  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
242  * called from an extended quiescent state.
243  */
244 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
245 {
246         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
247         int seq;
248
249         /*
250          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
251          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
252          * critical section.
253          */
254         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
255         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
256                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
257         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
258                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
259                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
260                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
261                 rcu_eqs_special_exit();
262         }
263 }
264
265 /*
266  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
267  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
268  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
269  * to the next non-quiescent value.
270  *
271  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
272  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
273  * or when the corresponding CPU is offline.
274  */
275 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
276 {
277         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
278
279         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
280                 return;
281         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
282 }
283
284 /*
285  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
286  *
287  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
288  */
289 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
290 {
291         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
292
293         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
294 }
295
296 /*
297  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
298  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
299  */
300 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
301 {
302         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
303
304         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
305 }
306
307 /*
308  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
309  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
310  */
311 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
312 {
313         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
314 }
315
316 /*
317  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
318  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
319  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
320  */
321 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
322 {
323         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
324 }
325
326 /*
327  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
328  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
329  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
330  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
331  * an extended quiescent state.
332  */
333 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
334 {
335         int old;
336         int new;
337         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
338
339         do {
340                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
341                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
342                         return false;
343                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
344         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
345         return true;
346 }
347
348 /*
349  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
350  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
351  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
352  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
353  * this CPU might (or might not) do in the near future.
354  *
355  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
356  *
357  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
358  */
359 static void __maybe_unused rcu_momentary_dyntick_idle(void)
360 {
361         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
362         int special;
363
364         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
365         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
366         /* It is illegal to call this from idle state. */
367         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
368         rcu_preempt_deferred_qs(current);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
373  *
374  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
375  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
376  * disabled preemption.
377  */
378 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
379 {
380         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
381                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
382 }
383
384 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
385 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
386 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
387 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
388 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
389 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
390
391 module_param(blimit, long, 0444);
392 module_param(qhimark, long, 0444);
393 module_param(qlowmark, long, 0444);
394
395 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
396 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
397 static bool rcu_kick_kthreads;
398
399 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
400 {
401         ulong j;
402         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
403
404         if (!ret)
405                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
406         return ret;
407 }
408
409 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
410 {
411         ulong j;
412         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
413
414         if (!ret)
415                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
416         return ret;
417 }
418
419 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
420         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
421         .get = param_get_ulong,
422 };
423
424 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
425         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
426         .get = param_get_ulong,
427 };
428
429 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
430 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
431 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
432
433 /*
434  * How long the grace period must be before we start recruiting
435  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
436  */
437 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
438 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
439
440 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
441 static void force_quiescent_state(void);
442 static int rcu_pending(void);
443
444 /*
445  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
446  */
447 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
448 {
449         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
450 }
451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
452
453 /*
454  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
455  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
456  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
457  * the cumulative batches since boot.
458  */
459 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
460 {
461         return rcu_state.expedited_sequence;
462 }
463 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
464
465 /*
466  * Force a quiescent state.
467  */
468 void rcu_force_quiescent_state(void)
469 {
470         force_quiescent_state();
471 }
472 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
473
474 /*
475  * Show the state of the grace-period kthreads.
476  */
477 void show_rcu_gp_kthreads(void)
478 {
479         int cpu;
480         struct rcu_data *rdp;
481         struct rcu_node *rnp;
482
483         pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n", rcu_state.name,
484                 rcu_state.gp_state, rcu_state.gp_kthread->state);
485         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
486                 if (ULONG_CMP_GE(rcu_state.gp_seq, rnp->gp_seq_needed))
487                         continue;
488                 pr_info("\trcu_node %d:%d ->gp_seq %lu ->gp_seq_needed %lu\n",
489                         rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->gp_seq,
490                         rnp->gp_seq_needed);
491                 if (!rcu_is_leaf_node(rnp))
492                         continue;
493                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
494                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
495                         if (rdp->gpwrap ||
496                             ULONG_CMP_GE(rcu_state.gp_seq,
497                                          rdp->gp_seq_needed))
498                                 continue;
499                         pr_info("\tcpu %d ->gp_seq_needed %lu\n",
500                                 cpu, rdp->gp_seq_needed);
501                 }
502         }
503         /* sched_show_task(rcu_state.gp_kthread); */
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
506
507 /*
508  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
509  */
510 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
511                             unsigned long *gp_seq)
512 {
513         switch (test_type) {
514         case RCU_FLAVOR:
515         case RCU_BH_FLAVOR:
516         case RCU_SCHED_FLAVOR:
517                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
518                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
519                 break;
520         default:
521                 break;
522         }
523 }
524 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
525
526 /*
527  * Return the root node of the rcu_state structure.
528  */
529 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
530 {
531         return &rcu_state.node[0];
532 }
533
534 /*
535  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
536  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
537  *
538  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
539  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
540  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
541  */
542 static void rcu_eqs_enter(bool user)
543 {
544         struct rcu_data *rdp;
545         struct rcu_dynticks *rdtp;
546
547         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
548         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
549         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
550         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
551                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
552         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
553                 rdtp->dynticks_nesting--;
554                 return;
555         }
556
557         lockdep_assert_irqs_disabled();
558         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
559         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
560         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
561         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
562         rcu_prepare_for_idle();
563         rcu_preempt_deferred_qs(current);
564         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
565         rcu_dynticks_eqs_enter();
566         rcu_dynticks_task_enter();
567 }
568
569 /**
570  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
571  *
572  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
573  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
574  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
575  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
576  *
577  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
578  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
579  */
580 void rcu_idle_enter(void)
581 {
582         lockdep_assert_irqs_disabled();
583         rcu_eqs_enter(false);
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
587 /**
588  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
589  *
590  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
591  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
592  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
593  * when the CPU runs in userspace.
594  *
595  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
596  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
597  */
598 void rcu_user_enter(void)
599 {
600         lockdep_assert_irqs_disabled();
601         rcu_eqs_enter(true);
602 }
603 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
604
605 /*
606  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
607  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
608  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
609  * being RCU-idle.
610  *
611  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit_common(), be sure to test
612  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
613  */
614 static __always_inline void rcu_nmi_exit_common(bool irq)
615 {
616         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
617
618         /*
619          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
620          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
621          * to us!)
622          */
623         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
624         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
625
626         /*
627          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
628          * leave it in non-RCU-idle state.
629          */
630         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
631                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
632                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
633                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
634                 return;
635         }
636
637         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
638         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
639         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
640
641         if (irq)
642                 rcu_prepare_for_idle();
643
644         rcu_dynticks_eqs_enter();
645
646         if (irq)
647                 rcu_dynticks_task_enter();
648 }
649
650 /**
651  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
652  * @irq: Is this call from rcu_irq_exit?
653  *
654  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
655  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
656  */
657 void rcu_nmi_exit(void)
658 {
659         rcu_nmi_exit_common(false);
660 }
661
662 /**
663  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
664  *
665  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
666  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
667  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
668  *
669  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
670  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
671  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
672  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
673  *
674  * Use things like work queues to work around this limitation.
675  *
676  * You have been warned.
677  *
678  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
679  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
680  */
681 void rcu_irq_exit(void)
682 {
683         lockdep_assert_irqs_disabled();
684         rcu_nmi_exit_common(true);
685 }
686
687 /*
688  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
689  *
690  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
691  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
692  */
693 void rcu_irq_exit_irqson(void)
694 {
695         unsigned long flags;
696
697         local_irq_save(flags);
698         rcu_irq_exit();
699         local_irq_restore(flags);
700 }
701
702 /*
703  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
704  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
705  *
706  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
707  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
708  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
709  */
710 static void rcu_eqs_exit(bool user)
711 {
712         struct rcu_dynticks *rdtp;
713         long oldval;
714
715         lockdep_assert_irqs_disabled();
716         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
717         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
718         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
719         if (oldval) {
720                 rdtp->dynticks_nesting++;
721                 return;
722         }
723         rcu_dynticks_task_exit();
724         rcu_dynticks_eqs_exit();
725         rcu_cleanup_after_idle();
726         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
727         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
728         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
729         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting);
730         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
731 }
732
733 /**
734  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
735  *
736  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
737  * read-side critical sections can occur.
738  *
739  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
740  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
741  */
742 void rcu_idle_exit(void)
743 {
744         unsigned long flags;
745
746         local_irq_save(flags);
747         rcu_eqs_exit(false);
748         local_irq_restore(flags);
749 }
750
751 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
752 /**
753  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
754  *
755  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
756  * run a RCU read side critical section anytime.
757  *
758  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
759  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
760  */
761 void rcu_user_exit(void)
762 {
763         rcu_eqs_exit(1);
764 }
765 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
766
767 /**
768  * rcu_nmi_enter_common - inform RCU of entry to NMI context
769  * @irq: Is this call from rcu_irq_enter?
770  *
771  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
772  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
773  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
774  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
775  * run out of stack space first.)
776  *
777  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter_common(), be sure to test
778  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
779  */
780 static __always_inline void rcu_nmi_enter_common(bool irq)
781 {
782         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
783         long incby = 2;
784
785         /* Complain about underflow. */
786         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
787
788         /*
789          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
790          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
791          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
792          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
793          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
794          * period (observation due to Andy Lutomirski).
795          */
796         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
797
798                 if (irq)
799                         rcu_dynticks_task_exit();
800
801                 rcu_dynticks_eqs_exit();
802
803                 if (irq)
804                         rcu_cleanup_after_idle();
805
806                 incby = 1;
807         }
808         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
809                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
810                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
811         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
812                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
813         barrier();
814 }
815
816 /**
817  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
818  */
819 void rcu_nmi_enter(void)
820 {
821         rcu_nmi_enter_common(false);
822 }
823
824 /**
825  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
826  *
827  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
828  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
829  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
830  *
831  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
832  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
833  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
834  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
835  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
836  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
837  * But very infrequently and irreproducibly.
838  *
839  * Use things like work queues to work around this limitation.
840  *
841  * You have been warned.
842  *
843  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
844  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
845  */
846 void rcu_irq_enter(void)
847 {
848         lockdep_assert_irqs_disabled();
849         rcu_nmi_enter_common(true);
850 }
851
852 /*
853  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
854  *
855  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
856  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
857  */
858 void rcu_irq_enter_irqson(void)
859 {
860         unsigned long flags;
861
862         local_irq_save(flags);
863         rcu_irq_enter();
864         local_irq_restore(flags);
865 }
866
867 /**
868  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
869  *
870  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
871  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
872  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
873  * or NMI handler, return true.
874  */
875 bool notrace rcu_is_watching(void)
876 {
877         bool ret;
878
879         preempt_disable_notrace();
880         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
881         preempt_enable_notrace();
882         return ret;
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
885
886 /*
887  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
888  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
889  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
890  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
891  * time around this task will generate another request.
892  */
893 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
894 {
895         int cpu;
896
897         barrier();
898         cpu = task_cpu(t);
899         if (!task_curr(t))
900                 return; /* This task is not running on that CPU. */
901         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
902 }
903
904 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
905
906 /*
907  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
908  *
909  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
910  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
911  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
912  * then determining that its old CPU is now offline.
913  *
914  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
915  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
916  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
917  * rcu_scheduler_fully_active.
918  */
919 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
920 {
921         struct rcu_data *rdp;
922         struct rcu_node *rnp;
923         bool ret = false;
924
925         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
926                 return true;
927         preempt_disable();
928         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
929         rnp = rdp->mynode;
930         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
931                 ret = true;
932         preempt_enable();
933         return ret;
934 }
935 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
936
937 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
938
939 /*
940  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
941  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
942  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
943  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
944  * code whatsoever.
945  */
946 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
947 {
948         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
949         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
950                          rnp->gp_seq))
951                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
952         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
953                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
954 }
955
956 /*
957  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
958  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
959  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
960  */
961 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
962 {
963         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
964         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
965                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
966                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
967                 return 1;
968         }
969         return 0;
970 }
971
972 /*
973  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
974  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
975  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
976  * there is unexpected state on entry.
977  */
978 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
979 {
980         struct rcu_data *rdp;
981         struct rcu_node *rnp;
982
983         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
984         rnp = rdp->mynode;
985         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
986         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
987                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
988                 rdp->rcu_iw_pending = false;
989         }
990         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
991 }
992
993 /*
994  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
995  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
996  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
997  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
998  */
999 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1000 {
1001         unsigned long jtsq;
1002         bool *rnhqp;
1003         bool *ruqp;
1004         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1005
1006         /*
1007          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1008          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1009          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1010          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1011          * read-side critical section that started before the beginning
1012          * of the current RCU grace period.
1013          */
1014         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1015                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1016                 rdp->dynticks_fqs++;
1017                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1018                 return 1;
1019         }
1020
1021         /*
1022          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1023          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1024          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1025          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1026          */
1027         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1028         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1029         if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq) &&
1030             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1031             rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) == rnp->gp_seq && !rdp->gpwrap) {
1032                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1033                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1034                 return 1;
1035         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1036                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1037                 smp_store_release(ruqp, true);
1038         }
1039
1040         /* If waiting too long on an offline CPU, complain. */
1041         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) &&
1042             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ)) {
1043                 bool onl;
1044                 struct rcu_node *rnp1;
1045
1046                 WARN_ON(1);  /* Offline CPUs are supposed to report QS! */
1047                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1048                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1049                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1050                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1051                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1052                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1053                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1054                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1055                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1056                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1057                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1058                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1059         }
1060
1061         /*
1062          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1063          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1064          * even context-switching back and forth between a pair of
1065          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1066          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1067          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1068          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1069          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1070          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1071          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1072          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1073          * there are at most four threads involved, and because the
1074          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1075          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1076          * quite low.
1077          */
1078         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1079         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1080             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq) ||
1081              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched))) {
1082                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1083                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1084                 smp_store_release(ruqp, true);
1085                 rcu_state.jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1086         }
1087
1088         /*
1089          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1090          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1091          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1092          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1093          */
1094         if (jiffies - rcu_state.gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1095                 resched_cpu(rdp->cpu);
1096                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1097                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1098                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1099                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1100                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1101                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1102                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1103                 }
1104         }
1105
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 static void record_gp_stall_check_time(void)
1110 {
1111         unsigned long j = jiffies;
1112         unsigned long j1;
1113
1114         rcu_state.gp_start = j;
1115         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1116         /* Record ->gp_start before ->jiffies_stall. */
1117         smp_store_release(&rcu_state.jiffies_stall, j + j1); /* ^^^ */
1118         rcu_state.jiffies_resched = j + j1 / 2;
1119         rcu_state.n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1124  */
1125 static const char *gp_state_getname(short gs)
1126 {
1127         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1128                 return "???";
1129         return gp_state_names[gs];
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1134  */
1135 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(void)
1136 {
1137         struct task_struct *gpk = rcu_state.gp_kthread;
1138         unsigned long j;
1139
1140         j = jiffies - READ_ONCE(rcu_state.gp_activity);
1141         if (j > 2 * HZ) {
1142                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1143                        rcu_state.name, j,
1144                        (long)rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq),
1145                        rcu_state.gp_flags,
1146                        gp_state_getname(rcu_state.gp_state), rcu_state.gp_state,
1147                        gpk ? gpk->state : ~0, gpk ? task_cpu(gpk) : -1);
1148                 if (gpk) {
1149                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1150                         sched_show_task(gpk);
1151                         wake_up_process(gpk);
1152                 }
1153         }
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1158  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1159  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1160  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1161  */
1162 static void rcu_dump_cpu_stacks(void)
1163 {
1164         int cpu;
1165         unsigned long flags;
1166         struct rcu_node *rnp;
1167
1168         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1169                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1170                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1171                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1172                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1173                                         dump_cpu_task(cpu);
1174                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1175         }
1176 }
1177
1178 /*
1179  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1180  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1181  */
1182 static void rcu_stall_kick_kthreads(void)
1183 {
1184         unsigned long j;
1185
1186         if (!rcu_kick_kthreads)
1187                 return;
1188         j = READ_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads);
1189         if (time_after(jiffies, j) && rcu_state.gp_kthread &&
1190             (rcu_gp_in_progress() || READ_ONCE(rcu_state.gp_flags))) {
1191                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n",
1192                           rcu_state.name);
1193                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1194                 wake_up_process(rcu_state.gp_kthread);
1195                 WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1196         }
1197 }
1198
1199 static void panic_on_rcu_stall(void)
1200 {
1201         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1202                 panic("RCU Stall\n");
1203 }
1204
1205 static void print_other_cpu_stall(unsigned long gp_seq)
1206 {
1207         int cpu;
1208         unsigned long flags;
1209         unsigned long gpa;
1210         unsigned long j;
1211         int ndetected = 0;
1212         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1213         long totqlen = 0;
1214
1215         /* Kick and suppress, if so configured. */
1216         rcu_stall_kick_kthreads();
1217         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1218                 return;
1219
1220         /*
1221          * OK, time to rat on our buddy...
1222          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1223          * RCU CPU stall warnings.
1224          */
1225         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:", rcu_state.name);
1226         print_cpu_stall_info_begin();
1227         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1228                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1229                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1230                 if (rnp->qsmask != 0) {
1231                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1232                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1233                                         print_cpu_stall_info(cpu);
1234                                         ndetected++;
1235                                 }
1236                 }
1237                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1238         }
1239
1240         print_cpu_stall_info_end();
1241         for_each_possible_cpu(cpu)
1242                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(&rcu_data,
1243                                                             cpu)->cblist);
1244         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, q=%lu)\n",
1245                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rcu_state.gp_start),
1246                (long)rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq), totqlen);
1247         if (ndetected) {
1248                 rcu_dump_cpu_stacks();
1249
1250                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1251                 rcu_print_detail_task_stall();
1252         } else {
1253                 if (rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq) != gp_seq) {
1254                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1255                 } else {
1256                         j = jiffies;
1257                         gpa = READ_ONCE(rcu_state.gp_activity);
1258                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1259                                rcu_state.name, j - gpa, j, gpa,
1260                                jiffies_till_next_fqs,
1261                                rcu_get_root()->qsmask);
1262                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1263                         sched_show_task(current);
1264                 }
1265         }
1266         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1267         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.jiffies_stall)))
1268                 WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1269                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1270
1271         rcu_check_gp_kthread_starvation();
1272
1273         panic_on_rcu_stall();
1274
1275         force_quiescent_state();  /* Kick them all. */
1276 }
1277
1278 static void print_cpu_stall(void)
1279 {
1280         int cpu;
1281         unsigned long flags;
1282         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1283         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1284         long totqlen = 0;
1285
1286         /* Kick and suppress, if so configured. */
1287         rcu_stall_kick_kthreads();
1288         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1289                 return;
1290
1291         /*
1292          * OK, time to rat on ourselves...
1293          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1294          * RCU CPU stall warnings.
1295          */
1296         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rcu_state.name);
1297         print_cpu_stall_info_begin();
1298         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1299         print_cpu_stall_info(smp_processor_id());
1300         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1301         print_cpu_stall_info_end();
1302         for_each_possible_cpu(cpu)
1303                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(&rcu_data,
1304                                                             cpu)->cblist);
1305         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld q=%lu)\n",
1306                 jiffies - rcu_state.gp_start,
1307                 (long)rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq), totqlen);
1308
1309         rcu_check_gp_kthread_starvation();
1310
1311         rcu_dump_cpu_stacks();
1312
1313         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1314         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1315         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.jiffies_stall)))
1316                 WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1317                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1318         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1319
1320         panic_on_rcu_stall();
1321
1322         /*
1323          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1324          *
1325          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1326          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1327          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1328          */
1329         resched_cpu(smp_processor_id());
1330 }
1331
1332 static void check_cpu_stall(struct rcu_data *rdp)
1333 {
1334         unsigned long gs1;
1335         unsigned long gs2;
1336         unsigned long gps;
1337         unsigned long j;
1338         unsigned long jn;
1339         unsigned long js;
1340         struct rcu_node *rnp;
1341
1342         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1343             !rcu_gp_in_progress())
1344                 return;
1345         rcu_stall_kick_kthreads();
1346         j = jiffies;
1347
1348         /*
1349          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1350          *
1351          * The idea is to pick up rcu_state.gp_seq, then
1352          * rcu_state.jiffies_stall, then rcu_state.gp_start, and finally
1353          * another copy of rcu_state.gp_seq.  These values are updated in
1354          * the opposite order with memory barriers (or equivalent) during
1355          * grace-period initialization and cleanup.  Now, a false positive
1356          * can occur if we get an new value of rcu_state.gp_start and a old
1357          * value of rcu_state.jiffies_stall.  But given the memory barriers,
1358          * the only way that this can happen is if one grace period ends
1359          * and another starts between these two fetches.  This is detected
1360          * by comparing the second fetch of rcu_state.gp_seq with the
1361          * previous fetch from rcu_state.gp_seq.
1362          *
1363          * Given this check, comparisons of jiffies, rcu_state.jiffies_stall,
1364          * and rcu_state.gp_start suffice to forestall false positives.
1365          */
1366         gs1 = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
1367         smp_rmb(); /* Pick up ->gp_seq first... */
1368         js = READ_ONCE(rcu_state.jiffies_stall);
1369         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1370         gps = READ_ONCE(rcu_state.gp_start);
1371         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->gp_seq again. */
1372         gs2 = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
1373         if (gs1 != gs2 ||
1374             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1375             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1376                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1377         rnp = rdp->mynode;
1378         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1379         if (rcu_gp_in_progress() &&
1380             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1381             cmpxchg(&rcu_state.jiffies_stall, js, jn) == js) {
1382
1383                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1384                 print_cpu_stall();
1385
1386         } else if (rcu_gp_in_progress() &&
1387                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1388                    cmpxchg(&rcu_state.jiffies_stall, js, jn) == js) {
1389
1390                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1391                 print_other_cpu_stall(gs2);
1392         }
1393 }
1394
1395 /**
1396  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1397  *
1398  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1399  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1400  * RCU grace periods.
1401  *
1402  * The caller must disable hard irqs.
1403  */
1404 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1405 {
1406         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1407 }
1408
1409 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1410 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1411                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1412 {
1413         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1414                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1419  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1420  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1421  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1422  *
1423  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1424  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1425  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1426  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1427  *
1428  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1429  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1430  *
1431  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1432  */
1433 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1434                               unsigned long gp_seq_req)
1435 {
1436         bool ret = false;
1437         struct rcu_node *rnp;
1438
1439         /*
1440          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1441          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1442          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1443          * fact already started.  If there is already a grace period in
1444          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1445          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1446          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1447          */
1448         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1449         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1450         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1451                 if (rnp != rnp_start)
1452                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1453                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1454                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1455                     (rnp != rnp_start &&
1456                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1457                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1458                                           TPS("Prestarted"));
1459                         goto unlock_out;
1460                 }
1461                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1462                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1463                         /*
1464                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1465                          * grace period is in progress, which means that
1466                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1467                          * reduce contention.
1468                          */
1469                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1470                                           TPS("Startedleaf"));
1471                         goto unlock_out;
1472                 }
1473                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1474                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1475                 if (!rnp->parent)
1476                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1477         }
1478
1479         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1480         if (rcu_gp_in_progress()) {
1481                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1482                 goto unlock_out;
1483         }
1484         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1485         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1486         rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
1487         if (!rcu_state.gp_kthread) {
1488                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1489                 goto unlock_out;
1490         }
1491         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1492         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1493 unlock_out:
1494         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1495         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1496                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1497                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1498         }
1499         if (rnp != rnp_start)
1500                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1501         return ret;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1506  * whether any additional grace periods have been requested.
1507  */
1508 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1509 {
1510         bool needmore;
1511         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1512
1513         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1514         if (!needmore)
1515                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1516         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1517                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1518         return needmore;
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken, and don't
1523  * bother awakening when there is nothing for the grace-period kthread
1524  * to do (as in several CPUs raced to awaken, and we lost), and finally
1525  * don't try to awaken a kthread that has not yet been created.
1526  */
1527 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1528 {
1529         if (current == rcu_state.gp_kthread ||
1530             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) ||
1531             !rcu_state.gp_kthread)
1532                 return;
1533         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1538  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1539  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1540  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1541  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1542  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1543  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1544  * the RCU grace-period kthread.
1545  *
1546  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1547  */
1548 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1549 {
1550         unsigned long gp_seq_req;
1551         bool ret = false;
1552
1553         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1554
1555         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1556         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1557                 return false;
1558
1559         /*
1560          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1561          * information.  Something about the fact that getting exact
1562          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1563          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1564          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1565          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1566          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1567          * number.
1568          */
1569         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1570         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1571                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1572
1573         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1574         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1575                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1576         else
1577                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1578         return ret;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1583  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1584  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1585  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1586  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1587  */
1588 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1589                                         struct rcu_data *rdp)
1590 {
1591         unsigned long c;
1592         bool needwake;
1593
1594         lockdep_assert_irqs_disabled();
1595         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1596         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1597                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1598                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1599                 return;
1600         }
1601         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1602         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1603         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1604         if (needwake)
1605                 rcu_gp_kthread_wake();
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1610  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1611  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1612  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1613  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1614  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1615  *
1616  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1617  */
1618 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1619 {
1620         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1621
1622         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1623         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1624                 return false;
1625
1626         /*
1627          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1628          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1629          */
1630         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1631
1632         /* Classify any remaining callbacks. */
1633         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1638  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1639  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1640  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1641  */
1642 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1643 {
1644         bool ret;
1645         bool need_gp;
1646
1647         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1648
1649         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1650                 return false; /* Nothing to do. */
1651
1652         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1653         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1654             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1655                 ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1656                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1657         } else {
1658                 ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1659         }
1660
1661         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1662         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1663             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1664                 /*
1665                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1666                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1667                  * go looking for one.
1668                  */
1669                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1670                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1671                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1672                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1673                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1674                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1675         }
1676         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1677         if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, rdp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1678                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1679         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1680         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1681         return ret;
1682 }
1683
1684 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1685 {
1686         unsigned long flags;
1687         bool needwake;
1688         struct rcu_node *rnp;
1689
1690         local_irq_save(flags);
1691         rnp = rdp->mynode;
1692         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1693              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1694             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1695                 local_irq_restore(flags);
1696                 return;
1697         }
1698         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1699         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1700         if (needwake)
1701                 rcu_gp_kthread_wake();
1702 }
1703
1704 static void rcu_gp_slow(int delay)
1705 {
1706         if (delay > 0 &&
1707             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1708               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1709                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1714  */
1715 static bool rcu_gp_init(void)
1716 {
1717         unsigned long flags;
1718         unsigned long oldmask;
1719         unsigned long mask;
1720         struct rcu_data *rdp;
1721         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1722
1723         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1724         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1725         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1726                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1727                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1728                 return false;
1729         }
1730         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1731
1732         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1733                 /*
1734                  * Grace period already in progress, don't start another.
1735                  * Not supposed to be able to happen.
1736                  */
1737                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1738                 return false;
1739         }
1740
1741         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1742         record_gp_stall_check_time();
1743         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1744         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1745         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1746         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1747
1748         /*
1749          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1750          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1751          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1752          * will handle subsequent offline CPUs.
1753          */
1754         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1755         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1756                 spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1757                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1758                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1759                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1760                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1761                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1762                         spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1763                         continue;
1764                 }
1765
1766                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1767                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1768                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1769
1770                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1771                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1772                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1773                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1774                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1775                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1776                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1777                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1778                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1779                         }
1780                 }
1781
1782                 /*
1783                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1784                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1785                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1786                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1787                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1788                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1789                  */
1790                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1791                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1792                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1793                         if (!rnp->qsmaskinit)
1794                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1795                 }
1796
1797                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1798                 spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1799         }
1800         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1801
1802         /*
1803          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1804          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1805          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1806          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1807          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1808          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1809          * corresponding leaf node has been initialized.
1810          *
1811          * The grace period cannot complete until the initialization
1812          * process finishes, because this kthread handles both.
1813          */
1814         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1815         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1816                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1817                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1818                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1819                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1820                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1821                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1822                 if (rnp == rdp->mynode)
1823                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1824                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1825                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1826                                             rnp->level, rnp->grplo,
1827                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1828                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1829                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1830                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1831                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1832                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1833                 else
1834                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1835                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1836                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1837         }
1838
1839         return true;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1844  * time.
1845  */
1846 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1847 {
1848         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1849
1850         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1851         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1852         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1853                 return true;
1854
1855         /* The current grace period has completed. */
1856         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1857                 return true;
1858
1859         return false;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Do one round of quiescent-state forcing.
1864  */
1865 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1866 {
1867         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1868
1869         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1870         rcu_state.n_force_qs++;
1871         if (first_time) {
1872                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1873                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1874         } else {
1875                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1876                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1877         }
1878         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1879         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1880                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1881                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1882                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1883                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1884         }
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1889  */
1890 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1891 {
1892         bool first_gp_fqs;
1893         int gf;
1894         unsigned long j;
1895         int ret;
1896         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1897
1898         first_gp_fqs = true;
1899         j = jiffies_till_first_fqs;
1900         ret = 0;
1901         for (;;) {
1902                 if (!ret) {
1903                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1904                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1905                                    jiffies + 3 * j);
1906                 }
1907                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1908                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1909                                        TPS("fqswait"));
1910                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1911                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1912                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1913                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1914                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1915                 /* If grace period done, leave loop. */
1916                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1917                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1918                         break;
1919                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1920                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs) ||
1921                     (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1922                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1923                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1924                                                TPS("fqsstart"));
1925                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1926                         first_gp_fqs = false;
1927                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1928                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1929                                                TPS("fqsend"));
1930                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1931                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1932                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1933                         j = jiffies_till_next_fqs;
1934                 } else {
1935                         /* Deal with stray signal. */
1936                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1937                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1938                         WARN_ON(signal_pending(current));
1939                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1940                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1941                                                TPS("fqswaitsig"));
1942                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1943                         j = jiffies;
1944                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1945                                 j = 1;
1946                         else
1947                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1948                 }
1949         }
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Clean up after the old grace period.
1954  */
1955 static void rcu_gp_cleanup(void)
1956 {
1957         unsigned long gp_duration;
1958         bool needgp = false;
1959         unsigned long new_gp_seq;
1960         struct rcu_data *rdp;
1961         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1962         struct swait_queue_head *sq;
1963
1964         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1965         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1966         gp_duration = jiffies - rcu_state.gp_start;
1967         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1968                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1969
1970         /*
1971          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1972          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1973          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1974          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1975          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1976          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1977          */
1978         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1979
1980         /*
1981          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1982          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1983          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1984          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1985          * the current grace period to be completely recorded in all of
1986          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1987          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1988          */
1989         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1990         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1991         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1992                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1993                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1994                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1995                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1996                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1997                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1998                 if (rnp == rdp->mynode)
1999                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2000                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2001                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2002                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2003                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2004                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2005                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2006                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2007                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2008         }
2009         rnp = rcu_get_root();
2010         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2011
2012         /* Declare grace period done. */
2013         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2014         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2015         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2016         /* Check for GP requests since above loop. */
2017         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2018         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2019                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2020                                   TPS("CleanupMore"));
2021                 needgp = true;
2022         }
2023         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2024         if (!rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp) && needgp) {
2025                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2026                 rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
2027                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2028                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2029                                        TPS("newreq"));
2030         } else {
2031                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2032                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2033         }
2034         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Body of kthread that handles grace periods.
2039  */
2040 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2041 {
2042         rcu_bind_gp_kthread();
2043         for (;;) {
2044
2045                 /* Handle grace-period start. */
2046                 for (;;) {
2047                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2048                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2049                                                TPS("reqwait"));
2050                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2051                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2052                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2053                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2054                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2055                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2056                         if (rcu_gp_init())
2057                                 break;
2058                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2059                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2060                         WARN_ON(signal_pending(current));
2061                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2062                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2063                                                TPS("reqwaitsig"));
2064                 }
2065
2066                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2067                 rcu_gp_fqs_loop();
2068
2069                 /* Handle grace-period end. */
2070                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2071                 rcu_gp_cleanup();
2072                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2073         }
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2078  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2079  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2080  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2081  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2082  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2083  * before return.
2084  */
2085 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2086         __releases(rcu_get_root()->lock)
2087 {
2088         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2089         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2090         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2091                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2092         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2093         rcu_gp_kthread_wake();
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2098  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2099  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2100  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2101  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2102  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2103  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2104  * must be held upon entry, and it is released before return.
2105  *
2106  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2107  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2108  * during grace-period initialization.
2109  */
2110 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2111                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2112         __releases(rnp->lock)
2113 {
2114         unsigned long oldmask = 0;
2115         struct rcu_node *rnp_c;
2116
2117         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2118
2119         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2120         for (;;) {
2121                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2122
2123                         /*
2124                          * Our bit has already been cleared, or the
2125                          * relevant grace period is already over, so done.
2126                          */
2127                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2128                         return;
2129                 }
2130                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2131                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2132                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2133                 rnp->qsmask &= ~mask;
2134                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2135                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2136                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2137                                                  !!rnp->gp_tasks);
2138                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2139
2140                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2141                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2142                         return;
2143                 }
2144                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2145                 mask = rnp->grpmask;
2146                 if (rnp->parent == NULL) {
2147
2148                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2149
2150                         break;
2151                 }
2152                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2153                 rnp_c = rnp;
2154                 rnp = rnp->parent;
2155                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2156                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2157         }
2158
2159         /*
2160          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2161          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2162          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2163          */
2164         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2169  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2170  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2171  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2172  * disabled.
2173  */
2174 static void __maybe_unused
2175 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2176         __releases(rnp->lock)
2177 {
2178         unsigned long gps;
2179         unsigned long mask;
2180         struct rcu_node *rnp_p;
2181
2182         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2183         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT)) ||
2184             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2185             rnp->qsmask != 0) {
2186                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2187                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2188         }
2189
2190         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2191         rnp_p = rnp->parent;
2192         if (rnp_p == NULL) {
2193                 /*
2194                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2195                  * try to report up to its nonexistent parent!
2196                  */
2197                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2198                 return;
2199         }
2200
2201         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2202         gps = rnp->gp_seq;
2203         mask = rnp->grpmask;
2204         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2205         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2206         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2211  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2212  */
2213 static void
2214 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_data *rdp)
2215 {
2216         unsigned long flags;
2217         unsigned long mask;
2218         bool needwake;
2219         struct rcu_node *rnp;
2220
2221         rnp = rdp->mynode;
2222         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2223         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2224             rdp->gpwrap) {
2225
2226                 /*
2227                  * The grace period in which this quiescent state was
2228                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2229                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2230                  * within the current grace period.
2231                  */
2232                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2233                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2234                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2235                 return;
2236         }
2237         mask = rdp->grpmask;
2238         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2239                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2240         } else {
2241                 rdp->core_needs_qs = false;
2242
2243                 /*
2244                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2245                  * callbacks can be processed during the next GP.
2246                  */
2247                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2248
2249                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2250                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2251                 if (needwake)
2252                         rcu_gp_kthread_wake();
2253         }
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2258  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2259  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2260  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2261  */
2262 static void
2263 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2264 {
2265         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2266         note_gp_changes(rdp);
2267
2268         /*
2269          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2270          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2271          */
2272         if (!rdp->core_needs_qs)
2273                 return;
2274
2275         /*
2276          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2277          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2278          */
2279         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2280                 return;
2281
2282         /*
2283          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2284          * judge of that).
2285          */
2286         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rdp);
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2291  * is going offline.
2292  */
2293 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2294 {
2295         RCU_TRACE(bool blkd;)
2296         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);)
2297         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2298
2299         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2300                 return 0;
2301
2302         RCU_TRACE(blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);)
2303         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2304                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2305         return 0;
2306 }
2307
2308 /*
2309  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2310  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2311  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2312  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2313  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2314  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2315  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2316  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2317  * updated.
2318  *
2319  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2320  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2321  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2322  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2323  * invoke it again.
2324  */
2325 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2326 {
2327         long mask;
2328         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2329
2330         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2331         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2332             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2333             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2334                 return;
2335         for (;;) {
2336                 mask = rnp->grpmask;
2337                 rnp = rnp->parent;
2338                 if (!rnp)
2339                         break;
2340                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2341                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2342                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2343                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2344                 if (rnp->qsmaskinit) {
2345                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2346                         /* irqs remain disabled. */
2347                         return;
2348                 }
2349                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2350         }
2351 }
2352
2353 /*
2354  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2355  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2356  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2357  * explicit locking.
2358  */
2359 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2360 {
2361         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2362         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2363
2364         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2365                 return 0;
2366
2367         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2368         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2369         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2370         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2371         return 0;
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2376  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2377  */
2378 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2379 {
2380         unsigned long flags;
2381         struct rcu_head *rhp;
2382         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2383         long bl, count;
2384
2385         /* If no callbacks are ready, just return. */
2386         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2387                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2388                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2389                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2390                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2391                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2392                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2393                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2394                 return;
2395         }
2396
2397         /*
2398          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2399          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2400          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2401          */
2402         local_irq_save(flags);
2403         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2404         bl = rdp->blimit;
2405         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2406                               rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2407                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2408         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2409         local_irq_restore(flags);
2410
2411         /* Invoke callbacks. */
2412         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2413         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2414                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2415                 if (__rcu_reclaim(rcu_state.name, rhp))
2416                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2417                 /*
2418                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2419                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2420                  */
2421                 if (-rcl.len >= bl &&
2422                     (need_resched() ||
2423                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2424                         break;
2425         }
2426
2427         local_irq_save(flags);
2428         count = -rcl.len;
2429         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2430                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2431
2432         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2433         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2434         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2435         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2436
2437         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2438         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2439         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2440                 rdp->blimit = blimit;
2441
2442         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2443         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2444                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2445                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2446         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2447                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2448
2449         /*
2450          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2451          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2452          */
2453         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2454
2455         local_irq_restore(flags);
2456
2457         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2458         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2459                 invoke_rcu_core();
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2464  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2465  * Also schedule RCU core processing.
2466  *
2467  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2468  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2469  */
2470 void rcu_check_callbacks(int user)
2471 {
2472         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2473         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2474         rcu_flavor_check_callbacks(user);
2475         if (rcu_pending())
2476                 invoke_rcu_core();
2477
2478         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2483  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2484  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2485  *
2486  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2487  */
2488 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2489 {
2490         int cpu;
2491         unsigned long flags;
2492         unsigned long mask;
2493         struct rcu_node *rnp;
2494
2495         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2496                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2497                 mask = 0;
2498                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2499                 if (rnp->qsmask == 0) {
2500                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) ||
2501                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2502                                 /*
2503                                  * No point in scanning bits because they
2504                                  * are all zero.  But we might need to
2505                                  * priority-boost blocked readers.
2506                                  */
2507                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2508                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2509                                 continue;
2510                         }
2511                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2512                         continue;
2513                 }
2514                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2515                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2516                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2517                                 if (f(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)))
2518                                         mask |= bit;
2519                         }
2520                 }
2521                 if (mask != 0) {
2522                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2523                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2524                 } else {
2525                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2526                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2527                 }
2528         }
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2533  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2534  */
2535 static void force_quiescent_state(void)
2536 {
2537         unsigned long flags;
2538         bool ret;
2539         struct rcu_node *rnp;
2540         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2541
2542         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2543         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2544         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2545                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2546                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2547                 if (rnp_old != NULL)
2548                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2549                 if (ret)
2550                         return;
2551                 rnp_old = rnp;
2552         }
2553         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2554
2555         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2556         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2557         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2558         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2559                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2560                 return;  /* Someone beat us to it. */
2561         }
2562         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2563                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2564         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2565         rcu_gp_kthread_wake();
2566 }
2567
2568 /*
2569  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2570  * RCU to come out of its idle mode.
2571  */
2572 static void
2573 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2574 {
2575         const unsigned long gpssdelay = rcu_jiffies_till_stall_check() * HZ;
2576         unsigned long flags;
2577         unsigned long j;
2578         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
2579         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2580
2581         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) || rcu_gp_in_progress() ||
2582             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed))
2583                 return;
2584         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2585         if (time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_req_activity) + gpssdelay) ||
2586             time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_activity) + gpssdelay) ||
2587             atomic_read(&warned))
2588                 return;
2589
2590         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2591         j = jiffies;
2592         if (rcu_gp_in_progress() ||
2593             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2594             time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_req_activity) + gpssdelay) ||
2595             time_before(j, READ_ONCE(rcu_state.gp_activity) + gpssdelay) ||
2596             atomic_read(&warned)) {
2597                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2598                 return;
2599         }
2600         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2601
2602         if (rnp_root != rnp)
2603                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2604         j = jiffies;
2605         if (rcu_gp_in_progress() ||
2606             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2607             time_before(j, rcu_state.gp_req_activity + gpssdelay) ||
2608             time_before(j, rcu_state.gp_activity + gpssdelay) ||
2609             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2610                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2611                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2612                 return;
2613         }
2614         pr_alert("%s: g%ld->%ld gar:%lu ga:%lu f%#x gs:%d %s->state:%#lx\n",
2615                  __func__, (long)READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
2616                  (long)READ_ONCE(rnp_root->gp_seq_needed),
2617                  j - rcu_state.gp_req_activity, j - rcu_state.gp_activity,
2618                  rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_state, rcu_state.name,
2619                  rcu_state.gp_kthread ? rcu_state.gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2620         WARN_ON(1);
2621         if (rnp_root != rnp)
2622                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2623         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_data
2628  * structures.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
2629  * belongs.
2630  */
2631 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2632 {
2633         unsigned long flags;
2634         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2635         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2636
2637         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2638                 return;
2639         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2640         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2641
2642         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2643         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))
2644                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2645         else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current))
2646                 resched_cpu(rdp->cpu); /* Provoke future context switch. */
2647
2648         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2649         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2650
2651         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2652         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2653             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2654                 local_irq_save(flags);
2655                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2656                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2657                 local_irq_restore(flags);
2658         }
2659
2660         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp);
2661
2662         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2663         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2664                 invoke_rcu_callbacks(rdp);
2665
2666         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2667         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2668         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2669 }
2670
2671 /*
2672  * Schedule RCU callback invocation.  If the running implementation of RCU
2673  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call, otherwise
2674  * wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we are running
2675  * on the current CPU with softirqs disabled, the rcu_cpu_kthread_task
2676  * cannot disappear out from under us.
2677  */
2678 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_data *rdp)
2679 {
2680         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2681                 return;
2682         if (likely(!rcu_state.boost)) {
2683                 rcu_do_batch(rdp);
2684                 return;
2685         }
2686         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2687 }
2688
2689 static void invoke_rcu_core(void)
2690 {
2691         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2692                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2697  */
2698 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2699                             unsigned long flags)
2700 {
2701         /*
2702          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2703          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2704          */
2705         if (!rcu_is_watching())
2706                 invoke_rcu_core();
2707
2708         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2709         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2710                 return;
2711
2712         /*
2713          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2714          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2715          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2716          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2717          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2718          */
2719         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2720                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2721
2722                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2723                 note_gp_changes(rdp);
2724
2725                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2726                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2727                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2728                 } else {
2729                         /* Give the grace period a kick. */
2730                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2731                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2732                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2733                                 force_quiescent_state();
2734                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2735                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2736                 }
2737         }
2738 }
2739
2740 /*
2741  * RCU callback function to leak a callback.
2742  */
2743 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2744 {
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2749  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2750  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2751  * is expected to specify a CPU.
2752  */
2753 static void
2754 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, int cpu, bool lazy)
2755 {
2756         unsigned long flags;
2757         struct rcu_data *rdp;
2758
2759         /* Misaligned rcu_head! */
2760         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2761
2762         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2763                 /*
2764                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2765                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2766                  * time callback was passed to __call_rcu().
2767                  */
2768                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2769                           head, head->func);
2770                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2771                 return;
2772         }
2773         head->func = func;
2774         head->next = NULL;
2775         local_irq_save(flags);
2776         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2777
2778         /* Add the callback to our list. */
2779         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2780                 int offline;
2781
2782                 if (cpu != -1)
2783                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2784                 if (likely(rdp->mynode)) {
2785                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2786                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2787                         WARN_ON_ONCE(offline);
2788                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2789                         local_irq_restore(flags);
2790                         return;
2791                 }
2792                 /*
2793                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2794                  * and then drop through to queue the callback.
2795                  */
2796                 BUG_ON(cpu != -1);
2797                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2798                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2799                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2800         }
2801         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2802         if (!lazy)
2803                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2804
2805         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2806                 trace_rcu_kfree_callback(rcu_state.name, head,
2807                                          (unsigned long)func,
2808                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2809                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2810         else
2811                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2812                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2813                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2814
2815         /* Go handle any RCU core processing required. */
2816         __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2817         local_irq_restore(flags);
2818 }
2819
2820 /**
2821  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2822  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2823  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2824  *
2825  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2826  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2827  * critical sections have completed.  However, the callback function
2828  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2829  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
2830  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
2831  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
2832  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
2833  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
2834  * handlers, and NMI handlers.
2835  *
2836  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2837  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2838  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2839  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2840  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2841  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2842  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2843  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2844  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2845  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2846  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2847  *
2848  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2849  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2850  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2851  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2852  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2853  * more than one CPU).
2854  */
2855 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2856 {
2857         __call_rcu(head, func, -1, 0);
2858 }
2859 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2860
2861 /*
2862  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2863  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2864  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2865  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2866  * function may only be called from __kfree_rcu().
2867  */
2868 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2869 {
2870         __call_rcu(head, func, -1, 1);
2871 }
2872 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2873
2874 /**
2875  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2876  *
2877  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2878  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2879  * meantime.
2880  */
2881 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2882 {
2883         /*
2884          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2885          * before the load from ->gp_seq.
2886          */
2887         smp_mb();  /* ^^^ */
2888         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
2889 }
2890 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2891
2892 /**
2893  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2894  *
2895  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2896  *
2897  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2898  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2899  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2900  *
2901  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2902  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2903  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2904  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2905  */
2906 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2907 {
2908         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
2909                 synchronize_rcu();
2910         else
2911                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2914
2915 /*
2916  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
2917  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
2918  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
2919  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
2920  * stalls first, else we might not get a chance.
2921  */
2922 static int rcu_pending(void)
2923 {
2924         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2925         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2926
2927         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2928         check_cpu_stall(rdp);
2929
2930         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2931         if (rcu_nohz_full_cpu())
2932                 return 0;
2933
2934         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2935         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2936                 return 1;
2937
2938         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2939         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2940                 return 1;
2941
2942         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2943         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2944             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
2945             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2946                 return 1;
2947
2948         /* Have RCU grace period completed or started?  */
2949         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
2950             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
2951                 return 1;
2952
2953         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2954         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2955                 return 1;
2956
2957         /* nothing to do */
2958         return 0;
2959 }
2960
2961 /*
2962  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2963  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2964  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2965  */
2966 static bool rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
2967 {
2968         bool al = true;
2969         bool hc = false;
2970         struct rcu_data *rdp;
2971
2972         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2973         if (!rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist)) {
2974                 hc = true;
2975                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist))
2976                         al = false;
2977         }
2978         if (all_lazy)
2979                 *all_lazy = al;
2980         return hc;
2981 }
2982
2983 /*
2984  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2985  * the compiler is expected to optimize this away.
2986  */
2987 static void _rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
2988 {
2989         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
2990                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2995  * up the task executing _rcu_barrier().
2996  */
2997 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2998 {
2999         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3000                 _rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1,
3001                                    rcu_state.barrier_sequence);
3002                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3003         } else {
3004                 _rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3005         }
3006 }
3007
3008 /*
3009  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3010  */
3011 static void rcu_barrier_func(void *unused)
3012 {
3013         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
3014
3015         _rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3016         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3017         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3018         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3019                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3020         } else {
3021                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3022                 _rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3023                                    rcu_state.barrier_sequence);
3024         }
3025 }
3026
3027 /* Orchestrate an RCU barrier, waiting for all RCU callbacks to complete.  */
3028 static void _rcu_barrier(void)
3029 {
3030         int cpu;
3031         struct rcu_data *rdp;
3032         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3033
3034         _rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3035
3036         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3037         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3038
3039         /* Did someone else do our work for us? */
3040         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3041                 _rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3042                                    rcu_state.barrier_sequence);
3043                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3044                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3045                 return;
3046         }
3047
3048         /* Mark the start of the barrier operation. */
3049         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3050         _rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3051
3052         /*
3053          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3054          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3055          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3056          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3057          */
3058         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3059         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 1);
3060         get_online_cpus();
3061
3062         /*
3063          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3064          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3065          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3066          */
3067         for_each_possible_cpu(cpu) {
3068                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3069                         continue;
3070                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3071                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3072                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(cpu)) {
3073                                 _rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3074                                                    rcu_state.barrier_sequence);
3075                         } else {
3076                                 _rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3077                                                    rcu_state.barrier_sequence);
3078                                 smp_mb__before_atomic();
3079                                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3080                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3081                                            rcu_barrier_callback, cpu, 0);
3082                         }
3083                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3084                         _rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3085                                            rcu_state.barrier_sequence);
3086                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, NULL, 1);
3087                 } else {
3088                         _rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3089                                            rcu_state.barrier_sequence);
3090                 }
3091         }
3092         put_online_cpus();
3093
3094         /*
3095          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3096          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3097          */
3098         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count))
3099                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3100
3101         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3102         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3103
3104         /* Mark the end of the barrier operation. */
3105         _rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3106         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3107
3108         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3109         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3110 }
3111
3112 /**
3113  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3114  *
3115  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3116  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3117  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3118  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3119  */
3120 void rcu_barrier(void)
3121 {
3122         _rcu_barrier();
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3125
3126 /*
3127  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3128  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3129  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3130  * disabled.
3131  */
3132 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3133 {
3134         long mask;
3135         long oldmask;
3136         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3137
3138         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3139         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3140         for (;;) {
3141                 mask = rnp->grpmask;
3142                 rnp = rnp->parent;
3143                 if (rnp == NULL)
3144                         return;
3145                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3146                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3147                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3148                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3149                 if (oldmask)
3150                         return;
3151         }
3152 }
3153
3154 /*
3155  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3156  */
3157 static void __init
3158 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3159 {
3160         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3161
3162         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3163         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3164         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3165         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3166         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3167         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3168         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3169         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3170         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3171         rdp->cpu = cpu;
3172         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3173 }
3174
3175 /*
3176  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3177  * are available.  The incoming CPU is not present.
3178  *
3179  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3180  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3181  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3182  * CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3183  */
3184 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3185 {
3186         unsigned long flags;
3187         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3188         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3189
3190         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3191         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3192         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3193         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
3194         rdp->blimit = blimit;
3195         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3196             !init_nocb_callback_list(rdp))
3197                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3198         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3199         rcu_dynticks_eqs_online();
3200         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3201
3202         /*
3203          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3204          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3205          * of the next grace period.
3206          */
3207         rnp = rdp->mynode;
3208         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3209         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3210         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3211         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3212         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3213         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3214         rdp->core_needs_qs = false;
3215         rdp->rcu_iw_pending = false;
3216         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3217         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3218         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3219         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3220         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3221
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3227  */
3228 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3229 {
3230         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3231
3232         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3233 }
3234
3235 /*
3236  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3237  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3238  */
3239 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3240 {
3241         unsigned long flags;
3242         struct rcu_data *rdp;
3243         struct rcu_node *rnp;
3244
3245         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3246         rnp = rdp->mynode;
3247         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3248         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3249         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3250         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3251                 srcu_online_cpu(cpu);
3252         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3253                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3254         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3255         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3256         return 0;
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3261  * with pretty much all services enabled.
3262  */
3263 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3264 {
3265         unsigned long flags;
3266         struct rcu_data *rdp;
3267         struct rcu_node *rnp;
3268
3269         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3270         rnp = rdp->mynode;
3271         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3272         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3273         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3274
3275         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3276         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3277                 srcu_offline_cpu(cpu);
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3282
3283 /*
3284  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3285  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3286  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3287  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3288  * will result in lockdep splats.
3289  *
3290  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3291  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3292  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3293  */
3294 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3295 {
3296         unsigned long flags;
3297         unsigned long mask;
3298         int nbits;
3299         unsigned long oldmask;
3300         struct rcu_data *rdp;
3301         struct rcu_node *rnp;
3302
3303         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3304                 return;
3305
3306         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3307
3308         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3309         rnp = rdp->mynode;
3310         mask = rdp->grpmask;
3311         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3312         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3313         oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3314         rnp->expmaskinitnext |= mask;
3315         oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3316         nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3317         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3318         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + nbits); /* ^^^ */
3319         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
3320         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3321         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3322         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
3323                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
3324                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3325         } else {
3326                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3327         }
3328         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3329 }
3330
3331 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3332 /*
3333  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3334  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
3335  *
3336  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3337  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3338  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3339  */
3340 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3341 {
3342         unsigned long flags;
3343         unsigned long mask;
3344         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3345         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3346
3347         /* QS for any half-done expedited grace period. */
3348         preempt_disable();
3349         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
3350         preempt_enable();
3351         rcu_preempt_deferred_qs(current);
3352
3353         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3354         mask = rdp->grpmask;
3355         spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
3356         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3357         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3358         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3359         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
3360                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
3361                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3362                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3363         }
3364         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3365         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3366         spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
3367
3368         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3369 }
3370
3371 /*
3372  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
3373  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
3374  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
3375  */
3376 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3377 {
3378         unsigned long flags;
3379         struct rcu_data *my_rdp;
3380         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3381         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
3382         bool needwake;
3383
3384         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3385                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3386
3387         local_irq_save(flags);
3388         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3389         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3390                 local_irq_restore(flags);
3391                 return;
3392         }
3393         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3394         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3395         needwake = rcu_advance_cbs(rnp_root, rdp) ||
3396                    rcu_advance_cbs(rnp_root, my_rdp);
3397         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3398         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3399                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3400         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3401         if (needwake)
3402                 rcu_gp_kthread_wake();
3403         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3404                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3405                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3406                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3407                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3408 }
3409 #endif
3410
3411 /*
3412  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3413  * and hibernation run faster.
3414  */
3415 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3416                          unsigned long action, void *hcpu)
3417 {
3418         switch (action) {
3419         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3420         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3421                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3422                         rcu_expedite_gp();
3423                 break;
3424         case PM_POST_HIBERNATION:
3425         case PM_POST_SUSPEND:
3426                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3427                         rcu_unexpedite_gp();
3428                 break;
3429         default:
3430                 break;
3431         }
3432         return NOTIFY_OK;
3433 }
3434
3435 /*
3436  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
3437  */
3438 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3439 {
3440         unsigned long flags;
3441         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3442         struct rcu_node *rnp;
3443         struct sched_param sp;
3444         struct task_struct *t;
3445
3446         /* Force priority into range. */
3447         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
3448             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
3449                 kthread_prio = 2;
3450         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3451                 kthread_prio = 1;
3452         else if (kthread_prio < 0)
3453                 kthread_prio = 0;
3454         else if (kthread_prio > 99)
3455                 kthread_prio = 99;
3456
3457         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3458                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3459                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3460
3461         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3462         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
3463         BUG_ON(IS_ERR(t));
3464         rnp = rcu_get_root();
3465         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3466         rcu_state.gp_kthread = t;
3467         if (kthread_prio) {
3468                 sp.sched_priority = kthread_prio;
3469                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3470         }
3471         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3472         wake_up_process(t);
3473         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3474         rcu_spawn_boost_kthreads();
3475         return 0;
3476 }
3477 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3478
3479 /*
3480  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3481  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3482  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3483  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3484  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3485  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3486  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3487  * runtime RCU functionality.
3488  */
3489 void rcu_scheduler_starting(void)
3490 {
3491         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3492         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3493         rcu_test_sync_prims();
3494         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3495         rcu_test_sync_prims();
3496 }
3497
3498 /*
3499  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
3500  */
3501 static void __init rcu_init_one(void)
3502 {
3503         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3504         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3505         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3506         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3507
3508         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3509         int cpustride = 1;
3510         int i;
3511         int j;
3512         struct rcu_node *rnp;
3513
3514         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3515
3516         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3517         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3518                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3519
3520         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3521
3522         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3523                 rcu_state.level[i] =
3524                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3525         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3526
3527         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3528
3529         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3530                 cpustride *= levelspread[i];
3531                 rnp = rcu_state.level[i];
3532                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3533                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3534                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3535                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3536                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3537                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3538                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3539                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3540                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
3541                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
3542                         rnp->qsmask = 0;
3543                         rnp->qsmaskinit = 0;
3544                         rnp->grplo = j * cpustride;
3545                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3546                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3547                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3548                         if (i == 0) {
3549                                 rnp->grpnum = 0;
3550                                 rnp->grpmask = 0;
3551                                 rnp->parent = NULL;
3552                         } else {
3553                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3554                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3555                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
3556                                               j / levelspread[i - 1];
3557                         }
3558                         rnp->level = i;
3559                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3560                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3561                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3562                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3563                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3564                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3565                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3566                 }
3567         }
3568
3569         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
3570         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
3571         rnp = rcu_first_leaf_node();
3572         for_each_possible_cpu(i) {
3573                 while (i > rnp->grphi)
3574                         rnp++;
3575                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
3576                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
3577         }
3578 }
3579
3580 /*
3581  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3582  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3583  * the ->node array in the rcu_state structure.
3584  */
3585 static void __init rcu_init_geometry(void)
3586 {
3587         ulong d;
3588         int i;
3589         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3590
3591         /*
3592          * Initialize any unspecified boot parameters.
3593          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3594          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3595          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3596          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3597          */
3598         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3599         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3600                 jiffies_till_first_fqs = d;
3601         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3602                 jiffies_till_next_fqs = d;
3603
3604         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3605         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
3606             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3607                 return;
3608         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
3609                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3610
3611         /*
3612          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
3613          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
3614          * Complain and fall back to the compile-time values if this
3615          * limit is exceeded.
3616          */
3617         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
3618             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
3619                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3620                 WARN_ON(1);
3621                 return;
3622         }
3623
3624         /*
3625          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3626          * with the given number of levels.
3627          */
3628         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
3629         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
3630                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
3631
3632         /*
3633          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
3634          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
3635          */
3636         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
3637                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3638                 WARN_ON(1);
3639                 return;
3640         }
3641
3642         /* Calculate the number of levels in the tree. */
3643         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
3644         }
3645         rcu_num_lvls = i + 1;
3646
3647         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3648         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
3649                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
3650                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
3651         }
3652
3653         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3654         rcu_num_nodes = 0;
3655         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3656                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3657 }
3658
3659 /*
3660  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
3661  * with the rcu_state structure.
3662  */
3663 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
3664 {
3665         int level = 0;
3666         struct rcu_node *rnp;
3667
3668         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
3669         pr_info(" ");
3670         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
3671                 if (rnp->level != level) {
3672                         pr_cont("\n");
3673                         pr_info(" ");
3674                         level = rnp->level;
3675                 }
3676                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
3677         }
3678         pr_cont("\n");
3679 }
3680
3681 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
3682 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
3683
3684 void __init rcu_init(void)
3685 {
3686         int cpu;
3687
3688         rcu_early_boot_tests();
3689
3690         rcu_bootup_announce();
3691         rcu_init_geometry();
3692         rcu_init_one();
3693         if (dump_tree)
3694                 rcu_dump_rcu_node_tree();
3695         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3696
3697         /*
3698          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3699          * this is called early in boot, before either interrupts
3700          * or the scheduler are operational.
3701          */
3702         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3703         for_each_online_cpu(cpu) {
3704                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
3705                 rcu_cpu_starting(cpu);
3706                 rcutree_online_cpu(cpu);
3707         }
3708
3709         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
3710         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3711         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
3712         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3713         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
3714 }
3715
3716 #include "tree_exp.h"
3717 #include "tree_plugin.h"