240604aa3f700daa4a443b112eda717c8fd79bf6
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / rcutree.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, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56 #include <linux/ftrace_event.h>
57 #include <linux/suspend.h>
58
59 #include "rcutree.h"
60 #include <trace/events/rcu.h>
61
62 #include "rcu.h"
63
64 /* Data structures. */
65
66 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
67 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
68
69 /*
70  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
71  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
72  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
73  * that points to the string being used, and this will allow
74  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
75  * address to the matching string.
76  */
77 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
78 static char sname##_varname[] = #sname; \
79 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
80 struct rcu_state sname##_state = { \
81         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
82         .call = cr, \
83         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
84         .gpnum = 0UL - 300UL, \
85         .completed = 0UL - 300UL, \
86         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
87         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
88         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
89         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
90         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
91         .name = sname##_varname, \
92         .abbr = sabbr, \
93 }; \
94 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
95
96 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
97 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
98
99 static struct rcu_state *rcu_state;
100 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
101
102 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
103 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
104 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
105 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
106 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
107         NUM_RCU_LVL_0,
108         NUM_RCU_LVL_1,
109         NUM_RCU_LVL_2,
110         NUM_RCU_LVL_3,
111         NUM_RCU_LVL_4,
112 };
113 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
114
115 /*
116  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
117  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
118  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
119  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
120  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
121  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
122  * positives from lockdep-RCU error checking.
123  */
124 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
125 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
126
127 /*
128  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
129  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
130  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
131  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
132  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
133  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
134  *
135  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
136  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
137  * a time.
138  */
139 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
140
141 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
142
143 /*
144  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
145  * handle all flavors of RCU.
146  */
147 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
148 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
149 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
150 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
151
152 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
153
154 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
155 static void invoke_rcu_core(void);
156 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
157
158 /*
159  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
160  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
161  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
162  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
163  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
164  * These variables enable correlating rcutorture output with the
165  * RCU tracing information.
166  */
167 unsigned long rcutorture_testseq;
168 unsigned long rcutorture_vernum;
169
170 /*
171  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
172  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
173  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
174  */
175 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
176 {
177         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
178 }
179
180 /*
181  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
182  * how many quiescent states passed, just if there was at least
183  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
184  * The caller must have disabled preemption.
185  */
186 void rcu_sched_qs(int cpu)
187 {
188         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
189
190         if (rdp->passed_quiesce == 0)
191                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
192         rdp->passed_quiesce = 1;
193 }
194
195 void rcu_bh_qs(int cpu)
196 {
197         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
198
199         if (rdp->passed_quiesce == 0)
200                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
201         rdp->passed_quiesce = 1;
202 }
203
204 /*
205  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
206  * and requires special handling for preemptible RCU.
207  * The caller must have disabled preemption.
208  */
209 void rcu_note_context_switch(int cpu)
210 {
211         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
212         rcu_sched_qs(cpu);
213         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
214         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
215 }
216 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
217
218 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
219         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
220         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
221 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
222         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
223         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
224 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
225 };
226
227 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
228 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
229 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
230
231 module_param(blimit, long, 0444);
232 module_param(qhimark, long, 0444);
233 module_param(qlowmark, long, 0444);
234
235 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
236 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
237
238 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
239 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
240
241 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
242                                   struct rcu_data *rdp);
243 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
244                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
245                                   unsigned long *maxj),
246                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
247 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
248 static int rcu_pending(int cpu);
249
250 /*
251  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
252  */
253 long rcu_batches_completed_sched(void)
254 {
255         return rcu_sched_state.completed;
256 }
257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
258
259 /*
260  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
261  */
262 long rcu_batches_completed_bh(void)
263 {
264         return rcu_bh_state.completed;
265 }
266 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
267
268 /*
269  * Force a quiescent state for RCU BH.
270  */
271 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
272 {
273         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
276
277 /*
278  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
279  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
280  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
281  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
282  * store this state in rcutorture itself.
283  */
284 void rcutorture_record_test_transition(void)
285 {
286         rcutorture_testseq++;
287         rcutorture_vernum = 0;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
290
291 /*
292  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
293  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
294  * messages.
295  */
296 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
297 {
298         rcutorture_vernum++;
299 }
300 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
301
302 /*
303  * Force a quiescent state for RCU-sched.
304  */
305 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
306 {
307         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
308 }
309 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
310
311 /*
312  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
313  */
314 static int
315 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
316 {
317         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
318                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
319 }
320
321 /*
322  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
323  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
324  * normal callback registry.
325  */
326 static int
327 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
328 {
329         int i;
330
331         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
332                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
333         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
334                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
335         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
336                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
337         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
338                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
339         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
340                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
341                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
342                                  rdp->nxtcompleted[i]))
343                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
344         return 0; /* No grace period needed. */
345 }
346
347 /*
348  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
349  */
350 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
351 {
352         return &rsp->node[0];
353 }
354
355 /*
356  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
357  *
358  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
359  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
360  * The caller must have disabled interrupts.
361  */
362 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
363                                 bool user)
364 {
365         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
366         if (!user && !is_idle_task(current)) {
367                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
368                         idle_task(smp_processor_id());
369
370                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
371                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
372                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
373                           current->pid, current->comm,
374                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
375         }
376         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
377         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
378         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
379         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
380         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
381         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
382
383         /*
384          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
385          * in an RCU read-side critical section.
386          */
387         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
388                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
389         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
390                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
391         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
392                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
393 }
394
395 /*
396  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
397  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
398  */
399 static void rcu_eqs_enter(bool user)
400 {
401         long long oldval;
402         struct rcu_dynticks *rdtp;
403
404         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
405         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
406         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
407         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
408                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
409         else
410                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
411         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
412 }
413
414 /**
415  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
416  *
417  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
418  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
419  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
420  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
421  *
422  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
423  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
424  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
425  */
426 void rcu_idle_enter(void)
427 {
428         unsigned long flags;
429
430         local_irq_save(flags);
431         rcu_eqs_enter(false);
432         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
433         local_irq_restore(flags);
434 }
435 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
436
437 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
438 /**
439  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
440  *
441  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
442  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
443  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
444  * when the CPU runs in userspace.
445  */
446 void rcu_user_enter(void)
447 {
448         rcu_eqs_enter(1);
449 }
450 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
451
452 /**
453  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
454  *
455  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
456  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
457  * sections can occur.
458  *
459  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
460  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
461  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
462  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
463  *
464  * Use things like work queues to work around this limitation.
465  *
466  * You have been warned.
467  */
468 void rcu_irq_exit(void)
469 {
470         unsigned long flags;
471         long long oldval;
472         struct rcu_dynticks *rdtp;
473
474         local_irq_save(flags);
475         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
476         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
477         rdtp->dynticks_nesting--;
478         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
479         if (rdtp->dynticks_nesting)
480                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
481         else
482                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
483         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
484         local_irq_restore(flags);
485 }
486
487 /*
488  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
489  *
490  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
491  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
492  * The caller must have disabled interrupts.
493  */
494 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
495                                int user)
496 {
497         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
498         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
499         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
500         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
501         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
502         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
503         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
504         if (!user && !is_idle_task(current)) {
505                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
506                         idle_task(smp_processor_id());
507
508                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
509                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
511                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
512                           current->pid, current->comm,
513                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
514         }
515 }
516
517 /*
518  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
519  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
520  */
521 static void rcu_eqs_exit(bool user)
522 {
523         struct rcu_dynticks *rdtp;
524         long long oldval;
525
526         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
527         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
528         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
529         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
530                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
531         else
532                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
533         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
534 }
535
536 /**
537  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
538  *
539  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
540  * read-side critical sections can occur.
541  *
542  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
543  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
544  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
545  * now starting.
546  */
547 void rcu_idle_exit(void)
548 {
549         unsigned long flags;
550
551         local_irq_save(flags);
552         rcu_eqs_exit(false);
553         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
554         local_irq_restore(flags);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
557
558 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
559 /**
560  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
561  *
562  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
563  * run a RCU read side critical section anytime.
564  */
565 void rcu_user_exit(void)
566 {
567         rcu_eqs_exit(1);
568 }
569 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
570
571 /**
572  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
573  *
574  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
575  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
576  * sections can occur.
577  *
578  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
579  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
580  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
581  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
582  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
583  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
584  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
585  *
586  * Use things like work queues to work around this limitation.
587  *
588  * You have been warned.
589  */
590 void rcu_irq_enter(void)
591 {
592         unsigned long flags;
593         struct rcu_dynticks *rdtp;
594         long long oldval;
595
596         local_irq_save(flags);
597         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
598         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
599         rdtp->dynticks_nesting++;
600         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
601         if (oldval)
602                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
603         else
604                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
605         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
606         local_irq_restore(flags);
607 }
608
609 /**
610  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
611  *
612  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
613  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
614  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
615  */
616 void rcu_nmi_enter(void)
617 {
618         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
619
620         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
621             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
622                 return;
623         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
624         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
625         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
626         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
627         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
628         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
629 }
630
631 /**
632  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
633  *
634  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
635  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
636  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
637  */
638 void rcu_nmi_exit(void)
639 {
640         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
641
642         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
643             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
644                 return;
645         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
646         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
647         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
648         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
649         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
650 }
651
652 /**
653  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
654  *
655  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
656  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
657  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
658  * least disabled preemption.
659  */
660 bool __rcu_is_watching(void)
661 {
662         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
663 }
664
665 /**
666  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
667  *
668  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
669  * or NMI handler, return true.
670  */
671 bool rcu_is_watching(void)
672 {
673         int ret;
674
675         preempt_disable();
676         ret = __rcu_is_watching();
677         preempt_enable();
678         return ret;
679 }
680 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
681
682 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
683
684 /*
685  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
686  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
687  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
688  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
689  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
690  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
691  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
692  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
693  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
694  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
695  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
696  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
697  * notifiers.
698  *
699  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
700  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
701  *
702  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
703  * errors from NMI handlers anyway.
704  */
705 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
706 {
707         struct rcu_data *rdp;
708         struct rcu_node *rnp;
709         bool ret;
710
711         if (in_nmi())
712                 return 1;
713         preempt_disable();
714         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
715         rnp = rdp->mynode;
716         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
717               !rcu_scheduler_fully_active;
718         preempt_enable();
719         return ret;
720 }
721 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
722
723 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
724
725 /**
726  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
727  *
728  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
729  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
730  * disabled preemption.
731  */
732 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
733 {
734         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
735 }
736
737 /*
738  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
739  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
740  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
741  */
742 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
743                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
744 {
745         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
746         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
747         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
748 }
749
750 /*
751  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
752  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
753  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
754  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
755  */
756 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
757                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
758 {
759         unsigned int curr;
760         unsigned int snap;
761
762         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
763         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
764
765         /*
766          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
767          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
768          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
769          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
770          * read-side critical section that started before the beginning
771          * of the current RCU grace period.
772          */
773         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
774                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
775                 rdp->dynticks_fqs++;
776                 return 1;
777         }
778
779         /*
780          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
781          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
782          * state: If we see it offline even once, it has been through a
783          * quiescent state.
784          *
785          * The reason for insisting that the grace period be at least
786          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
787          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
788          * sections.
789          */
790         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
791                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
792         barrier();
793         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
794                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
795                 rdp->offline_fqs++;
796                 return 1;
797         }
798
799         /*
800          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
801          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
802          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
803          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
804          * CPU is in this state.
805          */
806         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
807
808         return 0;
809 }
810
811 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
812 {
813         unsigned long j = ACCESS_ONCE(jiffies);
814
815         rsp->gp_start = j;
816         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
817         rsp->jiffies_stall = j + rcu_jiffies_till_stall_check();
818 }
819
820 /*
821  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
822  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
823  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
824  * printed by the target CPU.
825  */
826 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
827 {
828         int cpu;
829         unsigned long flags;
830         struct rcu_node *rnp;
831
832         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
833                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
834                 if (rnp->qsmask != 0) {
835                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
836                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
837                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
838                 }
839                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
840         }
841 }
842
843 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
844 {
845         int cpu;
846         long delta;
847         unsigned long flags;
848         int ndetected = 0;
849         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
850         long totqlen = 0;
851
852         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
853
854         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
855         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
856         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
857                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
858                 return;
859         }
860         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
861         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
862
863         /*
864          * OK, time to rat on our buddy...
865          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
866          * RCU CPU stall warnings.
867          */
868         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
869                rsp->name);
870         print_cpu_stall_info_begin();
871         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
872                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
873                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
874                 if (rnp->qsmask != 0) {
875                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
876                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
877                                         print_cpu_stall_info(rsp,
878                                                              rnp->grplo + cpu);
879                                         ndetected++;
880                                 }
881                 }
882                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
883         }
884
885         /*
886          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
887          * due to CPU offlining.
888          */
889         rnp = rcu_get_root(rsp);
890         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
891         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
892         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
893
894         print_cpu_stall_info_end();
895         for_each_possible_cpu(cpu)
896                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
897         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
898                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
899                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
900         if (ndetected == 0)
901                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
902         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
903                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
904
905         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
906
907         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
908
909         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
910 }
911
912 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
913 {
914         int cpu;
915         unsigned long flags;
916         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
917         long totqlen = 0;
918
919         /*
920          * OK, time to rat on ourselves...
921          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
922          * RCU CPU stall warnings.
923          */
924         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
925         print_cpu_stall_info_begin();
926         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
927         print_cpu_stall_info_end();
928         for_each_possible_cpu(cpu)
929                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
930         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
931                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
932         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
933                 dump_stack();
934
935         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
936         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
937                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
938                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
939         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
940
941         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
942 }
943
944 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
945 {
946         unsigned long completed;
947         unsigned long gpnum;
948         unsigned long gps;
949         unsigned long j;
950         unsigned long js;
951         struct rcu_node *rnp;
952
953         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
954                 return;
955         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
956
957         /*
958          * Lots of memory barriers to reject false positives.
959          *
960          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
961          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
962          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
963          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
964          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
965          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
966          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
967          * grace period ends and another starts between these two fetches.
968          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
969          * from rsp->gpnum.
970          *
971          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
972          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
973          */
974         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
975         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
976         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
977         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
978         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
979         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
980         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
981         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
982             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
983             ULONG_CMP_GE(gps, js))
984                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
985         rnp = rdp->mynode;
986         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
987             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
988
989                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
990                 print_cpu_stall(rsp);
991
992         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
993                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
994
995                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
996                 print_other_cpu_stall(rsp);
997         }
998 }
999
1000 /**
1001  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1002  *
1003  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1004  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1005  * RCU grace periods.
1006  *
1007  * The caller must disable hard irqs.
1008  */
1009 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1010 {
1011         struct rcu_state *rsp;
1012
1013         for_each_rcu_flavor(rsp)
1014                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1019  */
1020 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1021 {
1022         int i;
1023
1024         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1025                 return;
1026         rdp->nxtlist = NULL;
1027         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1028                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1033  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1034  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1035  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1036  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1037  *
1038  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1039  */
1040 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1041                                        struct rcu_node *rnp)
1042 {
1043         /*
1044          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1045          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1046          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1047          * period might have started, but just not yet gotten around
1048          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1049          */
1050         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1051                 return rnp->completed + 1;
1052
1053         /*
1054          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1055          * then the subsequent full grace period.
1056          */
1057         return rnp->completed + 2;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1062  * rcu_nocb_wait_gp().
1063  */
1064 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1065                                 unsigned long c, const char *s)
1066 {
1067         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1068                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1069                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1074  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1075  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1076  *
1077  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1078  */
1079 static unsigned long __maybe_unused
1080 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1081 {
1082         unsigned long c;
1083         int i;
1084         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1085
1086         /*
1087          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1088          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1089          */
1090         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1091         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1092         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1093                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1094                 return c;
1095         }
1096
1097         /*
1098          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1099          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1100          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1101          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1102          * need to explicitly start one.
1103          */
1104         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1105             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1106                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1107                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1108                 return c;
1109         }
1110
1111         /*
1112          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1113          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1114          * start one (if needed).
1115          */
1116         if (rnp != rnp_root)
1117                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1118
1119         /*
1120          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1121          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1122          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1123          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1124          */
1125         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1126         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1127                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1128                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1129
1130         /*
1131          * If the needed for the required grace period is already
1132          * recorded, trace and leave.
1133          */
1134         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1135                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1136                 goto unlock_out;
1137         }
1138
1139         /* Record the need for the future grace period. */
1140         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1141
1142         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1143         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1144                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1145         } else {
1146                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1147                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1148         }
1149 unlock_out:
1150         if (rnp != rnp_root)
1151                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1152         return c;
1153 }
1154
1155 /*
1156  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1157  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1158  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1159  * waiting for this grace period to complete.
1160  */
1161 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1162 {
1163         int c = rnp->completed;
1164         int needmore;
1165         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1166
1167         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1168         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1169         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1170         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1171                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1172         return needmore;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1177  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1178  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1179  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1180  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1181  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1182  * not hurt to call it repeatedly.
1183  *
1184  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1185  */
1186 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1187                                struct rcu_data *rdp)
1188 {
1189         unsigned long c;
1190         int i;
1191
1192         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1193         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1194                 return;
1195
1196         /*
1197          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1198          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1199          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1200          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1201          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1202          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1203          *
1204          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1205          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1206          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1207          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1208          * been assigned a ->completed number.
1209          */
1210         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1211         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1212                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1213                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1214                         break;
1215
1216         /*
1217          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1218          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1219          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1220          * be grouped into.
1221          */
1222         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1223                 return;
1224
1225         /*
1226          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1227          * full grace period and group them all in the sublist initially
1228          * indexed by "i".
1229          */
1230         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1231                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1232                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1233         }
1234         /* Record any needed additional grace periods. */
1235         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1236
1237         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1238         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1239                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1240         else
1241                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1246  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1247  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1248  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1249  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1250  *
1251  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1252  */
1253 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1254                             struct rcu_data *rdp)
1255 {
1256         int i, j;
1257
1258         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1259         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1260                 return;
1261
1262         /*
1263          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1264          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1265          */
1266         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1267                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1268                         break;
1269                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1270         }
1271         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1272         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1273                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1274
1275         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1276         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1277                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1278                         break;
1279                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1280                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1281         }
1282
1283         /* Classify any remaining callbacks. */
1284         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1289  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1290  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1291  */
1292 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1293 {
1294         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1295         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1296
1297                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1298                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1299
1300         } else {
1301
1302                 /* Advance callbacks. */
1303                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1304
1305                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1306                 rdp->completed = rnp->completed;
1307                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1308         }
1309
1310         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1311                 /*
1312                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1313                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1314                  * go looking for one.
1315                  */
1316                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1317                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1318                 rdp->passed_quiesce = 0;
1319                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1320                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1321         }
1322 }
1323
1324 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1325 {
1326         unsigned long flags;
1327         struct rcu_node *rnp;
1328
1329         local_irq_save(flags);
1330         rnp = rdp->mynode;
1331         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1332              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1333             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1334                 local_irq_restore(flags);
1335                 return;
1336         }
1337         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1338         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1343  */
1344 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1345 {
1346         struct rcu_data *rdp;
1347         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1348
1349         rcu_bind_gp_kthread();
1350         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1351         if (rsp->gp_flags == 0) {
1352                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1353                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1354                 return 0;
1355         }
1356         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1357
1358         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1359                 /*
1360                  * Grace period already in progress, don't start another.
1361                  * Not supposed to be able to happen.
1362                  */
1363                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1364                 return 0;
1365         }
1366
1367         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1368         record_gp_stall_check_time(rsp);
1369         smp_wmb(); /* Record GP times before starting GP. */
1370         rsp->gpnum++;
1371         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1372         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1373
1374         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1375         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1376
1377         /*
1378          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1379          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1380          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1381          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1382          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1383          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1384          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1385          * CPU-hotplug operations.
1386          *
1387          * The grace period cannot complete until the initialization
1388          * process finishes, because this kthread handles both.
1389          */
1390         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1391                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1392                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1393                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1394                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1395                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1396                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1397                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1398                 if (rnp == rdp->mynode)
1399                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1400                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1401                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1402                                             rnp->level, rnp->grplo,
1403                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1404                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1405 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1406                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1407                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1408                         udelay(200);
1409 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1410                 cond_resched();
1411         }
1412
1413         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1414         return 1;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Do one round of quiescent-state forcing.
1419  */
1420 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1421 {
1422         int fqs_state = fqs_state_in;
1423         bool isidle = false;
1424         unsigned long maxj;
1425         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1426
1427         rsp->n_force_qs++;
1428         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1429                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1430                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1431                         isidle = 1;
1432                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1433                 }
1434                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1435                              &isidle, &maxj);
1436                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1437                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1438         } else {
1439                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1440                 isidle = 0;
1441                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1442         }
1443         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1444         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1445                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1446                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1447                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1448         }
1449         return fqs_state;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Clean up after the old grace period.
1454  */
1455 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1456 {
1457         unsigned long gp_duration;
1458         int nocb = 0;
1459         struct rcu_data *rdp;
1460         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1461
1462         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1463         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1464         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1465                 rsp->gp_max = gp_duration;
1466
1467         /*
1468          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1469          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1470          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1471          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1472          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1473          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1474          */
1475         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1476
1477         /*
1478          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1479          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1480          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1481          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1482          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1483          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1484          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1485          */
1486         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1487                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1488                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1489                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1490                 if (rnp == rdp->mynode)
1491                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1492                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1493                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1494                 cond_resched();
1495         }
1496         rnp = rcu_get_root(rsp);
1497         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1498         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1499
1500         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1501         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1502         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1503         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1504         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1505         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1506                 rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1507                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1508                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1509                                        TPS("newreq"));
1510         }
1511         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Body of kthread that handles grace periods.
1516  */
1517 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1518 {
1519         int fqs_state;
1520         int gf;
1521         unsigned long j;
1522         int ret;
1523         struct rcu_state *rsp = arg;
1524         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1525
1526         for (;;) {
1527
1528                 /* Handle grace-period start. */
1529                 for (;;) {
1530                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1531                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1532                                                TPS("reqwait"));
1533                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1534                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1535                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1536                         if (rcu_gp_init(rsp))
1537                                 break;
1538                         cond_resched();
1539                         flush_signals(current);
1540                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1541                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1542                                                TPS("reqwaitsig"));
1543                 }
1544
1545                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1546                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1547                 j = jiffies_till_first_fqs;
1548                 if (j > HZ) {
1549                         j = HZ;
1550                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1551                 }
1552                 ret = 0;
1553                 for (;;) {
1554                         if (!ret)
1555                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1556                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1557                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1558                                                TPS("fqswait"));
1559                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1560                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1561                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1562                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1563                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1564                                         j);
1565                         /* If grace period done, leave loop. */
1566                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1567                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1568                                 break;
1569                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1570                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1571                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1572                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1573                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1574                                                        TPS("fqsstart"));
1575                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1576                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1577                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1578                                                        TPS("fqsend"));
1579                                 cond_resched();
1580                         } else {
1581                                 /* Deal with stray signal. */
1582                                 cond_resched();
1583                                 flush_signals(current);
1584                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1585                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1586                                                        TPS("fqswaitsig"));
1587                         }
1588                         j = jiffies_till_next_fqs;
1589                         if (j > HZ) {
1590                                 j = HZ;
1591                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1592                         } else if (j < 1) {
1593                                 j = 1;
1594                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1595                         }
1596                 }
1597
1598                 /* Handle grace-period end. */
1599                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1600         }
1601 }
1602
1603 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1604 {
1605         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1606
1607         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1608         wake_up(&rsp->gp_wq);
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1613  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1614  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1615  *
1616  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1617  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1618  * quiescent state.
1619  */
1620 static void
1621 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1622                       struct rcu_data *rdp)
1623 {
1624         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1625                 /*
1626                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1627                  * task, this CPU does not need another grace period,
1628                  * or a grace period is already in progress.
1629                  * Either way, don't start a new grace period.
1630                  */
1631                 return;
1632         }
1633         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1634         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1635                                TPS("newreq"));
1636
1637         /*
1638          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1639          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1640          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1641          * up the running kthread.
1642          */
1643         if (current != rsp->gp_kthread)
1644                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1649  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1650  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1651  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1652  * that is encountered beforehand.
1653  */
1654 static void
1655 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1656 {
1657         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1658         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1659
1660         /*
1661          * If there is no grace period in progress right now, any
1662          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1663          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1664          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1665          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1666          * then start the grace period!
1667          */
1668         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1669         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1674  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1675  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1676  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1677  * is released before return.
1678  */
1679 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1680         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1681 {
1682         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1683         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1684         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1689  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1690  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1691  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1692  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1693  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1694  */
1695 static void
1696 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1697                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1698         __releases(rnp->lock)
1699 {
1700         struct rcu_node *rnp_c;
1701
1702         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1703         for (;;) {
1704                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1705
1706                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1707                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1708                         return;
1709                 }
1710                 rnp->qsmask &= ~mask;
1711                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1712                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1713                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1714                                                  !!rnp->gp_tasks);
1715                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1716
1717                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1718                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1719                         return;
1720                 }
1721                 mask = rnp->grpmask;
1722                 if (rnp->parent == NULL) {
1723
1724                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1725
1726                         break;
1727                 }
1728                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1729                 rnp_c = rnp;
1730                 rnp = rnp->parent;
1731                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1732                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1733         }
1734
1735         /*
1736          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1737          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1738          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1739          */
1740         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1745  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1746  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1747  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1748  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1749  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1750  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1751  */
1752 static void
1753 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1754 {
1755         unsigned long flags;
1756         unsigned long mask;
1757         struct rcu_node *rnp;
1758
1759         rnp = rdp->mynode;
1760         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1761         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1762             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1763
1764                 /*
1765                  * The grace period in which this quiescent state was
1766                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1767                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1768                  * within the current grace period.
1769                  */
1770                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1771                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1772                 return;
1773         }
1774         mask = rdp->grpmask;
1775         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1776                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1777         } else {
1778                 rdp->qs_pending = 0;
1779
1780                 /*
1781                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1782                  * callbacks can be processed during the next GP.
1783                  */
1784                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1785
1786                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1787         }
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1792  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1793  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1794  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1795  */
1796 static void
1797 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1798 {
1799         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1800         note_gp_changes(rsp, rdp);
1801
1802         /*
1803          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1804          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1805          */
1806         if (!rdp->qs_pending)
1807                 return;
1808
1809         /*
1810          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1811          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1812          */
1813         if (!rdp->passed_quiesce)
1814                 return;
1815
1816         /*
1817          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1818          * judge of that).
1819          */
1820         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1821 }
1822
1823 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1824
1825 /*
1826  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1827  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1828  * ->orphan_lock.
1829  */
1830 static void
1831 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1832                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1833 {
1834         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1835         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1836                 return;
1837
1838         /*
1839          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1840          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1841          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1842          */
1843         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1844                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1845                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1846                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1847                 rdp->qlen_lazy = 0;
1848                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1849         }
1850
1851         /*
1852          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1853          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1854          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1855          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1856          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1857          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1858          * we just reset the whole thing later on.
1859          */
1860         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1861                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1862                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1863                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1864         }
1865
1866         /*
1867          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1868          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1869          * required to pass though another grace period: They are done.
1870          */
1871         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1872                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1873                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1874         }
1875
1876         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1877         init_callback_list(rdp);
1878 }
1879
1880 /*
1881  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1882  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1883  */
1884 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1885 {
1886         int i;
1887         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1888
1889         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1890         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1891                 return;
1892
1893         /* Do the accounting first. */
1894         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1895         rdp->qlen += rsp->qlen;
1896         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1897         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1898                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1899         rsp->qlen_lazy = 0;
1900         rsp->qlen = 0;
1901
1902         /*
1903          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1904          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1905          * we are the task doing the rcu_barrier().
1906          */
1907
1908         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1909         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1910                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1911                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1912                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1913                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1914                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1915                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1916                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1917         }
1918
1919         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1920         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1921                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1922                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1923                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1924                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1925         }
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1930  */
1931 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1932 {
1933         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1934         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1935         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1936
1937         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1938         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1939                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1940                                TPS("cpuofl"));
1941 }
1942
1943 /*
1944  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1945  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1946  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1947  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1948  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1949  */
1950 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1951 {
1952         unsigned long flags;
1953         unsigned long mask;
1954         int need_report = 0;
1955         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1956         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1957
1958         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1959         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1960
1961         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1962
1963         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1964         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1965         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1966
1967         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1968         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1969         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1970
1971         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1972         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1973         do {
1974                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1975                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1976                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1977                         if (rnp != rdp->mynode)
1978                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1979                         break;
1980                 }
1981                 if (rnp == rdp->mynode)
1982                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1983                 else
1984                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1985                 mask = rnp->grpmask;
1986                 rnp = rnp->parent;
1987         } while (rnp != NULL);
1988
1989         /*
1990          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1991          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1992          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1993          * held leads to deadlock.
1994          */
1995         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1996         rnp = rdp->mynode;
1997         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1998                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1999         else
2000                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2001         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2002                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2003         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2004                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2005                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2006         init_callback_list(rdp);
2007         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2008         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2009         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2010 }
2011
2012 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2013
2014 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2015 {
2016 }
2017
2018 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2019 {
2020 }
2021
2022 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2023
2024 /*
2025  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2026  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2027  */
2028 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2029 {
2030         unsigned long flags;
2031         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2032         long bl, count, count_lazy;
2033         int i;
2034
2035         /* If no callbacks are ready, just return. */
2036         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2037                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2038                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2039                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2040                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2041                 return;
2042         }
2043
2044         /*
2045          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2046          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2047          */
2048         local_irq_save(flags);
2049         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2050         bl = rdp->blimit;
2051         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2052         list = rdp->nxtlist;
2053         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2054         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2055         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2056         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2057                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2058                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2059         local_irq_restore(flags);
2060
2061         /* Invoke callbacks. */
2062         count = count_lazy = 0;
2063         while (list) {
2064                 next = list->next;
2065                 prefetch(next);
2066                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2067                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2068                         count_lazy++;
2069                 list = next;
2070                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2071                 if (++count >= bl &&
2072                     (need_resched() ||
2073                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2074                         break;
2075         }
2076
2077         local_irq_save(flags);
2078         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2079                             is_idle_task(current),
2080                             rcu_is_callbacks_kthread());
2081
2082         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2083         if (list != NULL) {
2084                 *tail = rdp->nxtlist;
2085                 rdp->nxtlist = list;
2086                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2087                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2088                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2089                         else
2090                                 break;
2091         }
2092         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2093         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2094         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2095         rdp->n_cbs_invoked += count;
2096
2097         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2098         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2099                 rdp->blimit = blimit;
2100
2101         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2102         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2103                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2104                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2105         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2106                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2107         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2108
2109         local_irq_restore(flags);
2110
2111         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2112         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2113                 invoke_rcu_core();
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2118  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2119  * Also schedule RCU core processing.
2120  *
2121  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2122  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2123  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2124  */
2125 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2126 {
2127         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2128         increment_cpu_stall_ticks();
2129         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2130
2131                 /*
2132                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2133                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2134                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2135                  * a quiescent state, so note it.
2136                  *
2137                  * No memory barrier is required here because both
2138                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2139                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2140                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2141                  */
2142
2143                 rcu_sched_qs(cpu);
2144                 rcu_bh_qs(cpu);
2145
2146         } else if (!in_softirq()) {
2147
2148                 /*
2149                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2150                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2151                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2152                  * critical section, so note it.
2153                  */
2154
2155                 rcu_bh_qs(cpu);
2156         }
2157         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2158         if (rcu_pending(cpu))
2159                 invoke_rcu_core();
2160         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2165  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2166  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2167  *
2168  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2169  */
2170 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2171                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2172                                   unsigned long *maxj),
2173                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2174 {
2175         unsigned long bit;
2176         int cpu;
2177         unsigned long flags;
2178         unsigned long mask;
2179         struct rcu_node *rnp;
2180
2181         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2182                 cond_resched();
2183                 mask = 0;
2184                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2185                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2186                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2187                         return;
2188                 }
2189                 if (rnp->qsmask == 0) {
2190                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2191                         continue;
2192                 }
2193                 cpu = rnp->grplo;
2194                 bit = 1;
2195                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2196                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2197                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2198                                         *isidle = 0;
2199                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2200                                         mask |= bit;
2201                         }
2202                 }
2203                 if (mask != 0) {
2204
2205                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2206                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2207                         continue;
2208                 }
2209                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2210         }
2211         rnp = rcu_get_root(rsp);
2212         if (rnp->qsmask == 0) {
2213                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2214                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2215         }
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2220  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2221  */
2222 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2223 {
2224         unsigned long flags;
2225         bool ret;
2226         struct rcu_node *rnp;
2227         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2228
2229         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2230         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2231         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2232                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2233                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2234                 if (rnp_old != NULL)
2235                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2236                 if (ret) {
2237                         rsp->n_force_qs_lh++;
2238                         return;
2239                 }
2240                 rnp_old = rnp;
2241         }
2242         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2243
2244         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2245         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2246         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2247         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2248                 rsp->n_force_qs_lh++;
2249                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2250                 return;  /* Someone beat us to it. */
2251         }
2252         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2253         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2254         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2255 }
2256
2257 /*
2258  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2259  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2260  * whom the rdp belongs.
2261  */
2262 static void
2263 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2264 {
2265         unsigned long flags;
2266         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2267
2268         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2269
2270         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2271         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2272
2273         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2274         local_irq_save(flags);
2275         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2276                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2277                 rcu_start_gp(rsp);
2278                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2279         } else {
2280                 local_irq_restore(flags);
2281         }
2282
2283         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2284         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2285                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Do RCU core processing for the current CPU.
2290  */
2291 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2292 {
2293         struct rcu_state *rsp;
2294
2295         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2296                 return;
2297         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2298         for_each_rcu_flavor(rsp)
2299                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2300         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2305  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2306  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2307  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2308  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2309  */
2310 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2311 {
2312         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2313                 return;
2314         if (likely(!rsp->boost)) {
2315                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2316                 return;
2317         }
2318         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2319 }
2320
2321 static void invoke_rcu_core(void)
2322 {
2323         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2324                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2329  */
2330 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2331                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2332 {
2333         /*
2334          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2335          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2336          */
2337         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2338                 invoke_rcu_core();
2339
2340         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2341         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2342                 return;
2343
2344         /*
2345          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2346          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2347          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2348          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2349          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2350          */
2351         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2352
2353                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2354                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2355
2356                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2357                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2358                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2359
2360                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2361                         rcu_start_gp(rsp);
2362                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2363                 } else {
2364                         /* Give the grace period a kick. */
2365                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2366                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2367                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2368                                 force_quiescent_state(rsp);
2369                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2370                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2371                 }
2372         }
2373 }
2374
2375 /*
2376  * RCU callback function to leak a callback.
2377  */
2378 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2379 {
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2384  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2385  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2386  * is expected to specify a CPU.
2387  */
2388 static void
2389 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2390            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2391 {
2392         unsigned long flags;
2393         struct rcu_data *rdp;
2394
2395         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2396         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2397                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2398                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2399                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2400                 return;
2401         }
2402         head->func = func;
2403         head->next = NULL;
2404
2405         /*
2406          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2407          * Note that we might see a beginning right after we see an
2408          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2409          * a quiescent state betweentimes.
2410          */
2411         local_irq_save(flags);
2412         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2413
2414         /* Add the callback to our list. */
2415         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2416                 int offline;
2417
2418                 if (cpu != -1)
2419                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2420                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2421                 WARN_ON_ONCE(offline);
2422                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2423                 local_irq_restore(flags);
2424                 return;
2425         }
2426         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2427         if (lazy)
2428                 rdp->qlen_lazy++;
2429         else
2430                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2431         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2432         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2433         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2434
2435         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2436                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2437                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2438         else
2439                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2440
2441         /* Go handle any RCU core processing required. */
2442         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2443         local_irq_restore(flags);
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2448  */
2449 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2450 {
2451         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2452 }
2453 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2454
2455 /*
2456  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2457  */
2458 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2459 {
2460         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2461 }
2462 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2463
2464 /*
2465  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2466  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2467  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2468  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2469  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2470  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2471  * some overhead: RCU still operates correctly.
2472  */
2473 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2474 {
2475         int ret;
2476
2477         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2478         preempt_disable();
2479         ret = num_online_cpus() <= 1;
2480         preempt_enable();
2481         return ret;
2482 }
2483
2484 /**
2485  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2486  *
2487  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2488  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2489  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2490  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2491  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2492  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2493  * rcu_read_lock_sched().
2494  *
2495  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2496  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2497  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2498  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2499  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2500  *
2501  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2502  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2503  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2504  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2505  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2506  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2507  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2508  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2509  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2510  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2511  * that are executing in the kernel.
2512  *
2513  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2514  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2515  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2516  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2517  * again only if the system has more than one CPU).
2518  *
2519  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2520  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2521  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2522  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2523  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2524  */
2525 void synchronize_sched(void)
2526 {
2527         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2528                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2529                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2530                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2531         if (rcu_blocking_is_gp())
2532                 return;
2533         if (rcu_expedited)
2534                 synchronize_sched_expedited();
2535         else
2536                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2537 }
2538 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2539
2540 /**
2541  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2542  *
2543  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2544  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2545  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2546  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2547  * and may be nested.
2548  *
2549  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2550  * on memory ordering guarantees.
2551  */
2552 void synchronize_rcu_bh(void)
2553 {
2554         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2555                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2556                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2557                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2558         if (rcu_blocking_is_gp())
2559                 return;
2560         if (rcu_expedited)
2561                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2562         else
2563                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2564 }
2565 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2566
2567 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2568 {
2569         /*
2570          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2571          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2572          * time that it returns.
2573          *
2574          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2575          * above condition is already met when the control reaches
2576          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2577          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2578          * robustness against future implementation changes.
2579          */
2580         smp_mb(); /* See above comment block. */
2581         return 0;
2582 }
2583
2584 /**
2585  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2586  *
2587  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2588  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2589  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2590  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2591  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2592  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2593  * synchronize_sched() instead.
2594  *
2595  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2596  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2597  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2598  * these restriction will result in deadlock.
2599  *
2600  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2601  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2602  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2603  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2604  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2605  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2606  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2607  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2608  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2609  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2610  *
2611  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2612  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2613  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2614  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2615  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2616  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2617  * doing our work for us.
2618  *
2619  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2620  */
2621 void synchronize_sched_expedited(void)
2622 {
2623         long firstsnap, s, snap;
2624         int trycount = 0;
2625         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2626
2627         /*
2628          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2629          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2630          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2631          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2632          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2633          * course be required on a 64-bit system.
2634          */
2635         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2636                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2637                          ULONG_MAX / 8)) {
2638                 synchronize_sched();
2639                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2640                 return;
2641         }
2642
2643         /*
2644          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2645          * full memory barrier.
2646          */
2647         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2648         firstsnap = snap;
2649         get_online_cpus();
2650         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2651
2652         /*
2653          * Each pass through the following loop attempts to force a
2654          * context switch on each CPU.
2655          */
2656         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2657                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2658                              NULL) == -EAGAIN) {
2659                 put_online_cpus();
2660                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2661
2662                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2663                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2664                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2665                         /* ensure test happens before caller kfree */
2666                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2667                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2668                         return;
2669                 }
2670
2671                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2672                 if (trycount++ < 10) {
2673                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2674                 } else {
2675                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2676                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2677                         return;
2678                 }
2679
2680                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2681                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2682                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2683                         /* ensure test happens before caller kfree */
2684                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2685                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2686                         return;
2687                 }
2688
2689                 /*
2690                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2691                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2692                  * after they started, so our grace period works for them,
2693                  * and they started after our first try, so their grace
2694                  * period works for us.
2695                  */
2696                 get_online_cpus();
2697                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2698                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2699         }
2700         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2701
2702         /*
2703          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2704          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2705          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2706          * than we did already did their update.
2707          */
2708         do {
2709                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2710                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2711                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2712                         /* ensure test happens before caller kfree */
2713                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2714                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2715                         break;
2716                 }
2717         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2718         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2719
2720         put_online_cpus();
2721 }
2722 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2723
2724 /*
2725  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2726  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2727  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2728  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2729  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2730  */
2731 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2732 {
2733         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2734
2735         rdp->n_rcu_pending++;
2736
2737         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2738         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2739
2740         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2741         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2742             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2743                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2744         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2745                 rdp->n_rp_report_qs++;
2746                 return 1;
2747         }
2748
2749         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2750         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2751                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2752                 return 1;
2753         }
2754
2755         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2756         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2757                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2758                 return 1;
2759         }
2760
2761         /* Has another RCU grace period completed?  */
2762         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2763                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2764                 return 1;
2765         }
2766
2767         /* Has a new RCU grace period started? */
2768         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2769                 rdp->n_rp_gp_started++;
2770                 return 1;
2771         }
2772
2773         /* nothing to do */
2774         rdp->n_rp_need_nothing++;
2775         return 0;
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2780  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2781  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2782  */
2783 static int rcu_pending(int cpu)
2784 {
2785         struct rcu_state *rsp;
2786
2787         for_each_rcu_flavor(rsp)
2788                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2789                         return 1;
2790         return 0;
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2795  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2796  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2797  */
2798 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2799 {
2800         bool al = true;
2801         bool hc = false;
2802         struct rcu_data *rdp;
2803         struct rcu_state *rsp;
2804
2805         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2806                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2807                 if (!rdp->nxtlist)
2808                         continue;
2809                 hc = true;
2810                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
2811                         al = false;
2812                         break;
2813                 }
2814         }
2815         if (all_lazy)
2816                 *all_lazy = al;
2817         return hc;
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2822  * the compiler is expected to optimize this away.
2823  */
2824 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2825                                int cpu, unsigned long done)
2826 {
2827         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2828                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2829 }
2830
2831 /*
2832  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2833  * up the task executing _rcu_barrier().
2834  */
2835 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2836 {
2837         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2838         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2839
2840         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2841                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2842                 complete(&rsp->barrier_completion);
2843         } else {
2844                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2845         }
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2850  */
2851 static void rcu_barrier_func(void *type)
2852 {
2853         struct rcu_state *rsp = type;
2854         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2855
2856         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2857         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2858         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2863  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2864  */
2865 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2866 {
2867         int cpu;
2868         struct rcu_data *rdp;
2869         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2870         unsigned long snap_done;
2871
2872         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2873
2874         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2875         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2876
2877         /*
2878          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2879          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2880          */
2881         smp_mb();  /* See above block comment. */
2882
2883         /*
2884          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2885          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2886          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2887          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2888          */
2889         snap_done = rsp->n_barrier_done;
2890         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2891
2892         /*
2893          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
2894          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
2895          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
2896          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
2897          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
2898          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
2899          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
2900          * this for us (thank you, Linus!).
2901          */
2902         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
2903                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2904                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2905                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2906                 return;
2907         }
2908
2909         /*
2910          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2911          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2912          * the increment to precede the early-exit check.
2913          */
2914         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2915         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2916         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2917         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2918
2919         /*
2920          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2921          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2922          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2923          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2924          */
2925         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2926         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2927         get_online_cpus();
2928
2929         /*
2930          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2931          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2932          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2933          */
2934         for_each_possible_cpu(cpu) {
2935                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2936                         continue;
2937                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2938                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2939                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2940                                            rsp->n_barrier_done);
2941                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2942                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2943                                    rsp, cpu, 0);
2944                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2945                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2946                                            rsp->n_barrier_done);
2947                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2948                 } else {
2949                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2950                                            rsp->n_barrier_done);
2951                 }
2952         }
2953         put_online_cpus();
2954
2955         /*
2956          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2957          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2958          */
2959         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2960                 complete(&rsp->barrier_completion);
2961
2962         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2963         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2964         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2965         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2966         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2967         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2968
2969         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2970         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2971
2972         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2973         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2974 }
2975
2976 /**
2977  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2978  */
2979 void rcu_barrier_bh(void)
2980 {
2981         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2982 }
2983 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2984
2985 /**
2986  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2987  */
2988 void rcu_barrier_sched(void)
2989 {
2990         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2991 }
2992 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2993
2994 /*
2995  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2996  */
2997 static void __init
2998 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2999 {
3000         unsigned long flags;
3001         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3002         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3003
3004         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3005         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3006         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3007         init_callback_list(rdp);
3008         rdp->qlen_lazy = 0;
3009         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3010         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3011         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3012         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3013         rdp->cpu = cpu;
3014         rdp->rsp = rsp;
3015         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3016         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3017 }
3018
3019 /*
3020  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3021  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3022  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3023  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3024  */
3025 static void
3026 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
3027 {
3028         unsigned long flags;
3029         unsigned long mask;
3030         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3031         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3032
3033         /* Exclude new grace periods. */
3034         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3035
3036         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3037         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3038         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3039         rdp->preemptible = preemptible;
3040         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3041         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3042         rdp->blimit = blimit;
3043         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3044         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3045         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3046         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3047                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3048         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3049
3050         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3051         rnp = rdp->mynode;
3052         mask = rdp->grpmask;
3053         do {
3054                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3055                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3056                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3057                 mask = rnp->grpmask;
3058                 if (rnp == rdp->mynode) {
3059                         /*
3060                          * If there is a grace period in progress, we will
3061                          * set up to wait for it next time we run the
3062                          * RCU core code.
3063                          */
3064                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3065                         rdp->completed = rnp->completed;
3066                         rdp->passed_quiesce = 0;
3067                         rdp->qs_pending = 0;
3068                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3069                 }
3070                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3071                 rnp = rnp->parent;
3072         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3073         local_irq_restore(flags);
3074
3075         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3076 }
3077
3078 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3079 {
3080         struct rcu_state *rsp;
3081
3082         for_each_rcu_flavor(rsp)
3083                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3084                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Handle CPU online/offline notification events.
3089  */
3090 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3091                                     unsigned long action, void *hcpu)
3092 {
3093         long cpu = (long)hcpu;
3094         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3095         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3096         struct rcu_state *rsp;
3097
3098         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3099         switch (action) {
3100         case CPU_UP_PREPARE:
3101         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3102                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3103                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3104                 break;
3105         case CPU_ONLINE:
3106         case CPU_DOWN_FAILED:
3107                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3108                 break;
3109         case CPU_DOWN_PREPARE:
3110                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3111                 break;
3112         case CPU_DYING:
3113         case CPU_DYING_FROZEN:
3114                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3115                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3116                 break;
3117         case CPU_DEAD:
3118         case CPU_DEAD_FROZEN:
3119         case CPU_UP_CANCELED:
3120         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3121                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3122                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3123                 break;
3124         default:
3125                 break;
3126         }
3127         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3128         return NOTIFY_OK;
3129 }
3130
3131 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3132                          unsigned long action, void *hcpu)
3133 {
3134         switch (action) {
3135         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3136         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3137                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3138                         rcu_expedited = 1;
3139                 break;
3140         case PM_POST_HIBERNATION:
3141         case PM_POST_SUSPEND:
3142                 rcu_expedited = 0;
3143                 break;
3144         default:
3145                 break;
3146         }
3147         return NOTIFY_OK;
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3152  */
3153 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3154 {
3155         unsigned long flags;
3156         struct rcu_node *rnp;
3157         struct rcu_state *rsp;
3158         struct task_struct *t;
3159
3160         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3161                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3162                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3163                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3164                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3165                 rsp->gp_kthread = t;
3166                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3167                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3168         }
3169         return 0;
3170 }
3171 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3172
3173 /*
3174  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3175  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3176  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3177  * task is booting the system).  After this function is called, the
3178  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3179  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3180  */
3181 void rcu_scheduler_starting(void)
3182 {
3183         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3184         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3185         rcu_scheduler_active = 1;
3186 }
3187
3188 /*
3189  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3190  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3191  */
3192 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3193 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3194 {
3195         int i;
3196
3197         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3198                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3199         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3200 }
3201 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3202 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3203 {
3204         int ccur;
3205         int cprv;
3206         int i;
3207
3208         cprv = nr_cpu_ids;
3209         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3210                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3211                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3212                 cprv = ccur;
3213         }
3214 }
3215 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3216
3217 /*
3218  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3219  */
3220 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3221                 struct rcu_data __percpu *rda)
3222 {
3223         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3224                                "rcu_node_1",
3225                                "rcu_node_2",
3226                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3227         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3228                                "rcu_node_fqs_1",
3229                                "rcu_node_fqs_2",
3230                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3231         int cpustride = 1;
3232         int i;
3233         int j;
3234         struct rcu_node *rnp;
3235
3236         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3237
3238         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3239         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3240                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3241
3242         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3243
3244         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3245                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3246         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3247                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3248         rcu_init_levelspread(rsp);
3249
3250         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3251
3252         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3253                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3254                 rnp = rsp->level[i];
3255                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3256                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3257                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3258                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3259                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3260                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3261                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3262                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3263                         rnp->completed = rsp->completed;
3264                         rnp->qsmask = 0;
3265                         rnp->qsmaskinit = 0;
3266                         rnp->grplo = j * cpustride;
3267                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3268                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3269                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3270                         if (i == 0) {
3271                                 rnp->grpnum = 0;
3272                                 rnp->grpmask = 0;
3273                                 rnp->parent = NULL;
3274                         } else {
3275                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3276                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3277                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3278                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3279                         }
3280                         rnp->level = i;
3281                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3282                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3283                 }
3284         }
3285
3286         rsp->rda = rda;
3287         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3288         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3289         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3290         for_each_possible_cpu(i) {
3291                 while (i > rnp->grphi)
3292                         rnp++;
3293                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3294                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3295         }
3296         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3297 }
3298
3299 /*
3300  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3301  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3302  * the ->node array in the rcu_state structure.
3303  */
3304 static void __init rcu_init_geometry(void)
3305 {
3306         ulong d;
3307         int i;
3308         int j;
3309         int n = nr_cpu_ids;
3310         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3311
3312         /*
3313          * Initialize any unspecified boot parameters.
3314          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3315          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3316          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3317          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3318          */
3319         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3320         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3321                 jiffies_till_first_fqs = d;
3322         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3323                 jiffies_till_next_fqs = d;
3324
3325         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3326         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3327             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3328                 return;
3329
3330         /*
3331          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3332          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3333          * some of the arithmetic easier.
3334          */
3335         rcu_capacity[0] = 1;
3336         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3337         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3338                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3339
3340         /*
3341          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3342          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3343          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3344          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3345          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3346          * compile-time values if these limits are exceeded.
3347          */
3348         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3349             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3350             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3351                 WARN_ON(1);
3352                 return;
3353         }
3354
3355         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3356         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3357                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3358                         for (j = 0; j <= i; j++)
3359                                 num_rcu_lvl[j] =
3360                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3361                         rcu_num_lvls = i;
3362                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3363                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3364                         break;
3365                 }
3366
3367         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3368         rcu_num_nodes = 0;
3369         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3370                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3371         rcu_num_nodes -= n;
3372 }
3373
3374 void __init rcu_init(void)
3375 {
3376         int cpu;
3377
3378         rcu_bootup_announce();
3379         rcu_init_geometry();
3380         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3381         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3382         __rcu_init_preempt();
3383         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3384
3385         /*
3386          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3387          * this is called early in boot, before either interrupts
3388          * or the scheduler are operational.
3389          */
3390         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3391         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3392         for_each_online_cpu(cpu)
3393                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3394 }
3395
3396 #include "rcutree_plugin.h"