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