c6a064abd6a0da86a5da8cef417be740b80b29fd
[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 };
229
230 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
231 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
232 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
233
234 module_param(blimit, long, 0444);
235 module_param(qhimark, long, 0444);
236 module_param(qlowmark, long, 0444);
237
238 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
239 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
240
241 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
242 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
243
244 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
245                                   struct rcu_data *rdp);
246 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
247 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
248 static int rcu_pending(int cpu);
249
250 /*
251  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
252  */
253 long rcu_batches_completed_sched(void)
254 {
255         return rcu_sched_state.completed;
256 }
257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
258
259 /*
260  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
261  */
262 long rcu_batches_completed_bh(void)
263 {
264         return rcu_bh_state.completed;
265 }
266 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
267
268 /*
269  * Force a quiescent state for RCU BH.
270  */
271 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
272 {
273         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
276
277 /*
278  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
279  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
280  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
281  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
282  * store this state in rcutorture itself.
283  */
284 void rcutorture_record_test_transition(void)
285 {
286         rcutorture_testseq++;
287         rcutorture_vernum = 0;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
290
291 /*
292  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
293  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
294  * messages.
295  */
296 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
297 {
298         rcutorture_vernum++;
299 }
300 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
301
302 /*
303  * Force a quiescent state for RCU-sched.
304  */
305 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
306 {
307         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
308 }
309 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
310
311 /*
312  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
313  */
314 static int
315 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
316 {
317         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
318                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
319 }
320
321 /*
322  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
323  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
324  * normal callback registry.
325  */
326 static int
327 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
328 {
329         int i;
330
331         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
332                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
333         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
334                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
335         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
336                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
337         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
338                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
339         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
340                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
341                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
342                                  rdp->nxtcompleted[i]))
343                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
344         return 0; /* No grace period needed. */
345 }
346
347 /*
348  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
349  */
350 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
351 {
352         return &rsp->node[0];
353 }
354
355 /*
356  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
357  *
358  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
359  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
360  * The caller must have disabled interrupts.
361  */
362 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
363                                 bool user)
364 {
365         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
366         if (!user && !is_idle_task(current)) {
367                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
368
369                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
370                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
371                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
372                           current->pid, current->comm,
373                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
374         }
375         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
376         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
377         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
378         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
379         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
380         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
381
382         /*
383          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
384          * in an RCU read-side critical section.
385          */
386         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
387                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
388         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
389                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
390         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
391                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
392 }
393
394 /*
395  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
396  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
397  */
398 static void rcu_eqs_enter(bool user)
399 {
400         long long oldval;
401         struct rcu_dynticks *rdtp;
402
403         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
404         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
405         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
406         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
407                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
408         else
409                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
410         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
411 }
412
413 /**
414  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
415  *
416  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
417  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
418  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
419  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
420  *
421  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
422  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
423  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
424  */
425 void rcu_idle_enter(void)
426 {
427         unsigned long flags;
428
429         local_irq_save(flags);
430         rcu_eqs_enter(false);
431         local_irq_restore(flags);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
434
435 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
436 /**
437  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
438  *
439  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
440  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
441  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
442  * when the CPU runs in userspace.
443  */
444 void rcu_user_enter(void)
445 {
446         rcu_eqs_enter(1);
447 }
448
449 /**
450  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
451  * after the current irq returns.
452  *
453  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
454  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
455  * returns.
456  */
457 void rcu_user_enter_after_irq(void)
458 {
459         unsigned long flags;
460         struct rcu_dynticks *rdtp;
461
462         local_irq_save(flags);
463         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
464         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
465         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
466         rdtp->dynticks_nesting = 1;
467         local_irq_restore(flags);
468 }
469 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
470
471 /**
472  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
473  *
474  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
475  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
476  * sections can occur.
477  *
478  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
479  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
480  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
481  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
482  *
483  * Use things like work queues to work around this limitation.
484  *
485  * You have been warned.
486  */
487 void rcu_irq_exit(void)
488 {
489         unsigned long flags;
490         long long oldval;
491         struct rcu_dynticks *rdtp;
492
493         local_irq_save(flags);
494         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
495         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
496         rdtp->dynticks_nesting--;
497         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
498         if (rdtp->dynticks_nesting)
499                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
500         else
501                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
502         local_irq_restore(flags);
503 }
504
505 /*
506  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
507  *
508  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
509  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
510  * The caller must have disabled interrupts.
511  */
512 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
513                                int user)
514 {
515         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
516         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
517         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
518         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
519         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
520         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
521         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
522         if (!user && !is_idle_task(current)) {
523                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
524
525                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
526                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
527                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
528                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
529                           current->pid, current->comm,
530                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
531         }
532 }
533
534 /*
535  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
536  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
537  */
538 static void rcu_eqs_exit(bool user)
539 {
540         struct rcu_dynticks *rdtp;
541         long long oldval;
542
543         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
544         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
545         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
546         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
547                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
548         else
549                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
550         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
551 }
552
553 /**
554  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
555  *
556  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
557  * read-side critical sections can occur.
558  *
559  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
560  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
561  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
562  * now starting.
563  */
564 void rcu_idle_exit(void)
565 {
566         unsigned long flags;
567
568         local_irq_save(flags);
569         rcu_eqs_exit(false);
570         local_irq_restore(flags);
571 }
572 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
573
574 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
575 /**
576  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
577  *
578  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
579  * run a RCU read side critical section anytime.
580  */
581 void rcu_user_exit(void)
582 {
583         rcu_eqs_exit(1);
584 }
585
586 /**
587  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
588  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
589  *
590  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
591  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
592  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
593  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
594  */
595 void rcu_user_exit_after_irq(void)
596 {
597         unsigned long flags;
598         struct rcu_dynticks *rdtp;
599
600         local_irq_save(flags);
601         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
602         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
603         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
604         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
605         local_irq_restore(flags);
606 }
607 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
608
609 /**
610  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
611  *
612  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
613  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
614  * sections can occur.
615  *
616  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
617  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
618  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
619  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
620  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
621  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
622  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
623  *
624  * Use things like work queues to work around this limitation.
625  *
626  * You have been warned.
627  */
628 void rcu_irq_enter(void)
629 {
630         unsigned long flags;
631         struct rcu_dynticks *rdtp;
632         long long oldval;
633
634         local_irq_save(flags);
635         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
636         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
637         rdtp->dynticks_nesting++;
638         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
639         if (oldval)
640                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
641         else
642                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
643         local_irq_restore(flags);
644 }
645
646 /**
647  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
648  *
649  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
650  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
651  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
652  */
653 void rcu_nmi_enter(void)
654 {
655         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
656
657         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
658             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
659                 return;
660         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
661         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
662         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
663         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
664         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
665         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
666 }
667
668 /**
669  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
670  *
671  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
672  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
673  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
674  */
675 void rcu_nmi_exit(void)
676 {
677         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
678
679         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
680             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
681                 return;
682         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
683         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
684         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
685         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
686         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
687 }
688
689 /**
690  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
691  *
692  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
693  * or NMI handler, return true.
694  */
695 int rcu_is_cpu_idle(void)
696 {
697         int ret;
698
699         preempt_disable();
700         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
701         preempt_enable();
702         return ret;
703 }
704 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
705
706 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
707
708 /*
709  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
710  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
711  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
712  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
713  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
714  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
715  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
716  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
717  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
718  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
719  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
720  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
721  * notifiers.
722  *
723  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
724  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
725  *
726  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
727  * errors from NMI handlers anyway.
728  */
729 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
730 {
731         struct rcu_data *rdp;
732         struct rcu_node *rnp;
733         bool ret;
734
735         if (in_nmi())
736                 return 1;
737         preempt_disable();
738         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
739         rnp = rdp->mynode;
740         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
741               !rcu_scheduler_fully_active;
742         preempt_enable();
743         return ret;
744 }
745 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
746
747 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
748
749 /**
750  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
751  *
752  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
753  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
754  * disabled preemption.
755  */
756 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
757 {
758         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
759 }
760
761 /*
762  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
763  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
764  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
765  */
766 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
767 {
768         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
769         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
770 }
771
772 /*
773  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
774  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
775  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
776  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
777  */
778 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
779 {
780         unsigned int curr;
781         unsigned int snap;
782
783         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
784         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
785
786         /*
787          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
788          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
789          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
790          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
791          * read-side critical section that started before the beginning
792          * of the current RCU grace period.
793          */
794         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
795                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
796                 rdp->dynticks_fqs++;
797                 return 1;
798         }
799
800         /*
801          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
802          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
803          * state: If we see it offline even once, it has been through a
804          * quiescent state.
805          *
806          * The reason for insisting that the grace period be at least
807          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
808          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
809          * sections.
810          */
811         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
812                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
813         barrier();
814         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
815                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
816                 rdp->offline_fqs++;
817                 return 1;
818         }
819
820         /*
821          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
822          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
823          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
824          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
825          * CPU is in this state.
826          */
827         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
828
829         return 0;
830 }
831
832 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
833 {
834         rsp->gp_start = jiffies;
835         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
836 }
837
838 /*
839  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
840  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
841  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
842  * printed by the target CPU.
843  */
844 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
845 {
846         int cpu;
847         unsigned long flags;
848         struct rcu_node *rnp;
849
850         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
851                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
852                 if (rnp->qsmask != 0) {
853                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
854                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
855                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
856                 }
857                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
858         }
859 }
860
861 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
862 {
863         int cpu;
864         long delta;
865         unsigned long flags;
866         int ndetected = 0;
867         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
868         long totqlen = 0;
869
870         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
871
872         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
873         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
874         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
875                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
876                 return;
877         }
878         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
879         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
880
881         /*
882          * OK, time to rat on our buddy...
883          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
884          * RCU CPU stall warnings.
885          */
886         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
887                rsp->name);
888         print_cpu_stall_info_begin();
889         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
890                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
891                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
892                 if (rnp->qsmask != 0) {
893                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
894                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
895                                         print_cpu_stall_info(rsp,
896                                                              rnp->grplo + cpu);
897                                         ndetected++;
898                                 }
899                 }
900                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
901         }
902
903         /*
904          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
905          * due to CPU offlining.
906          */
907         rnp = rcu_get_root(rsp);
908         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
909         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
910         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
911
912         print_cpu_stall_info_end();
913         for_each_possible_cpu(cpu)
914                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
915         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
916                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
917                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
918         if (ndetected == 0)
919                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
920         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
921                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
922
923         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
924
925         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
926
927         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
928 }
929
930 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
931 {
932         int cpu;
933         unsigned long flags;
934         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
935         long totqlen = 0;
936
937         /*
938          * OK, time to rat on ourselves...
939          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
940          * RCU CPU stall warnings.
941          */
942         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
943         print_cpu_stall_info_begin();
944         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
945         print_cpu_stall_info_end();
946         for_each_possible_cpu(cpu)
947                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
948         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
949                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
950         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
951                 dump_stack();
952
953         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
954         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
955                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
956                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
957         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
958
959         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
960 }
961
962 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
963 {
964         unsigned long j;
965         unsigned long js;
966         struct rcu_node *rnp;
967
968         if (rcu_cpu_stall_suppress)
969                 return;
970         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
971         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
972         rnp = rdp->mynode;
973         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
974             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
975
976                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
977                 print_cpu_stall(rsp);
978
979         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
980                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
981
982                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
983                 print_other_cpu_stall(rsp);
984         }
985 }
986
987 /**
988  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
989  *
990  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
991  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
992  * RCU grace periods.
993  *
994  * The caller must disable hard irqs.
995  */
996 void rcu_cpu_stall_reset(void)
997 {
998         struct rcu_state *rsp;
999
1000         for_each_rcu_flavor(rsp)
1001                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1006  */
1007 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1008 {
1009         int i;
1010
1011         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1012                 return;
1013         rdp->nxtlist = NULL;
1014         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1015                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1020  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1021  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1022  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1023  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1024  *
1025  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1026  */
1027 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1028                                        struct rcu_node *rnp)
1029 {
1030         /*
1031          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1032          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1033          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1034          * period might have started, but just not yet gotten around
1035          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1036          */
1037         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1038                 return rnp->completed + 1;
1039
1040         /*
1041          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1042          * then the subsequent full grace period.
1043          */
1044         return rnp->completed + 2;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1049  * rcu_nocb_wait_gp().
1050  */
1051 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1052                                 unsigned long c, const char *s)
1053 {
1054         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1055                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1056                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1061  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1062  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1063  *
1064  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1065  */
1066 static unsigned long __maybe_unused
1067 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1068 {
1069         unsigned long c;
1070         int i;
1071         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1072
1073         /*
1074          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1075          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1076          */
1077         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1078         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1079         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1080                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1081                 return c;
1082         }
1083
1084         /*
1085          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1086          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1087          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1088          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1089          * need to explicitly start one.
1090          */
1091         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1092             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1093                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1094                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1095                 return c;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1100          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1101          * start one (if needed).
1102          */
1103         if (rnp != rnp_root)
1104                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1105
1106         /*
1107          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1108          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1109          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1110          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1111          */
1112         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1113         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1114                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1115                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1116
1117         /*
1118          * If the needed for the required grace period is already
1119          * recorded, trace and leave.
1120          */
1121         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1122                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1123                 goto unlock_out;
1124         }
1125
1126         /* Record the need for the future grace period. */
1127         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1128
1129         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1130         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1131                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1132         } else {
1133                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1134                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1135         }
1136 unlock_out:
1137         if (rnp != rnp_root)
1138                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1139         return c;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1144  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1145  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1146  * waiting for this grace period to complete.
1147  */
1148 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1149 {
1150         int c = rnp->completed;
1151         int needmore;
1152         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1153
1154         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1155         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1156         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1157         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1158                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1159         return needmore;
1160 }
1161
1162 /*
1163  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1164  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1165  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1166  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1167  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1168  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1169  * not hurt to call it repeatedly.
1170  *
1171  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1172  */
1173 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1174                                struct rcu_data *rdp)
1175 {
1176         unsigned long c;
1177         int i;
1178
1179         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1180         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1181                 return;
1182
1183         /*
1184          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1185          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1186          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1187          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1188          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1189          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1190          *
1191          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1192          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1193          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1194          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1195          * been assigned a ->completed number.
1196          */
1197         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1198         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1199                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1200                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1201                         break;
1202
1203         /*
1204          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1205          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1206          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1207          * be grouped into.
1208          */
1209         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1210                 return;
1211
1212         /*
1213          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1214          * full grace period and group them all in the sublist initially
1215          * indexed by "i".
1216          */
1217         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1218                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1219                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1220         }
1221         /* Record any needed additional grace periods. */
1222         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1223
1224         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1225         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1226                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1227         else
1228                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1233  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1234  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1235  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1236  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1237  *
1238  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1239  */
1240 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1241                             struct rcu_data *rdp)
1242 {
1243         int i, j;
1244
1245         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1246         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1247                 return;
1248
1249         /*
1250          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1251          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1252          */
1253         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1254                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1255                         break;
1256                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1257         }
1258         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1259         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1260                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1261
1262         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1263         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1264                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1265                         break;
1266                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1267                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1268         }
1269
1270         /* Classify any remaining callbacks. */
1271         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1276  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1277  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1278  */
1279 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1280 {
1281         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1282         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1283
1284                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1285                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1286
1287         } else {
1288
1289                 /* Advance callbacks. */
1290                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1291
1292                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1293                 rdp->completed = rnp->completed;
1294                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1295         }
1296
1297         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1298                 /*
1299                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1300                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1301                  * go looking for one.
1302                  */
1303                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1304                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1305                 rdp->passed_quiesce = 0;
1306                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1307                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1308         }
1309 }
1310
1311 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1312 {
1313         unsigned long flags;
1314         struct rcu_node *rnp;
1315
1316         local_irq_save(flags);
1317         rnp = rdp->mynode;
1318         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1319              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1320             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1321                 local_irq_restore(flags);
1322                 return;
1323         }
1324         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1325         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Initialize a new grace period.
1330  */
1331 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1332 {
1333         struct rcu_data *rdp;
1334         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1335
1336         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1337         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1338
1339         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1340                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1341                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1342                 return 0;
1343         }
1344
1345         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1346         rsp->gpnum++;
1347         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1348         record_gp_stall_check_time(rsp);
1349         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1350
1351         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1352         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1353
1354         /*
1355          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1356          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1357          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1358          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1359          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1360          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1361          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1362          * CPU-hotplug operations.
1363          *
1364          * The grace period cannot complete until the initialization
1365          * process finishes, because this kthread handles both.
1366          */
1367         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1368                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1369                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1370                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1371                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1372                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1373                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1374                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1375                 if (rnp == rdp->mynode)
1376                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1377                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1378                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1379                                             rnp->level, rnp->grplo,
1380                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1381                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1382 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1383                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1384                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1385                         udelay(200);
1386 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1387                 cond_resched();
1388         }
1389
1390         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1391         return 1;
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Do one round of quiescent-state forcing.
1396  */
1397 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1398 {
1399         int fqs_state = fqs_state_in;
1400         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1401
1402         rsp->n_force_qs++;
1403         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1404                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1405                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1406                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1407         } else {
1408                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1409                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1410         }
1411         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1412         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1413                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1414                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1415                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1416         }
1417         return fqs_state;
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Clean up after the old grace period.
1422  */
1423 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1424 {
1425         unsigned long gp_duration;
1426         int nocb = 0;
1427         struct rcu_data *rdp;
1428         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1429
1430         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1431         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1432         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1433                 rsp->gp_max = gp_duration;
1434
1435         /*
1436          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1437          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1438          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1439          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1440          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1441          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1442          */
1443         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1444
1445         /*
1446          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1447          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1448          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1449          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1450          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1451          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1452          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1453          */
1454         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1455                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1456                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1457                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1458                 if (rnp == rdp->mynode)
1459                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1460                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1461                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1462                 cond_resched();
1463         }
1464         rnp = rcu_get_root(rsp);
1465         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1466         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1467
1468         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1469         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1470         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1471         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1472         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1473         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1474                 rsp->gp_flags = 1;
1475         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Body of kthread that handles grace periods.
1480  */
1481 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1482 {
1483         int fqs_state;
1484         unsigned long j;
1485         int ret;
1486         struct rcu_state *rsp = arg;
1487         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1488
1489         for (;;) {
1490
1491                 /* Handle grace-period start. */
1492                 for (;;) {
1493                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1494                                                  rsp->gp_flags &
1495                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1496                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1497                             rcu_gp_init(rsp))
1498                                 break;
1499                         cond_resched();
1500                         flush_signals(current);
1501                 }
1502
1503                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1504                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1505                 j = jiffies_till_first_fqs;
1506                 if (j > HZ) {
1507                         j = HZ;
1508                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1509                 }
1510                 for (;;) {
1511                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1512                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1513                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1514                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1515                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1516                                         j);
1517                         /* If grace period done, leave loop. */
1518                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1519                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1520                                 break;
1521                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1522                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1523                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1524                                 cond_resched();
1525                         } else {
1526                                 /* Deal with stray signal. */
1527                                 cond_resched();
1528                                 flush_signals(current);
1529                         }
1530                         j = jiffies_till_next_fqs;
1531                         if (j > HZ) {
1532                                 j = HZ;
1533                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1534                         } else if (j < 1) {
1535                                 j = 1;
1536                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1537                         }
1538                 }
1539
1540                 /* Handle grace-period end. */
1541                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1542         }
1543 }
1544
1545 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1546 {
1547         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1548
1549         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1550         wake_up(&rsp->gp_wq);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1555  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1556  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1557  *
1558  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1559  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1560  * quiescent state.
1561  */
1562 static void
1563 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1564                       struct rcu_data *rdp)
1565 {
1566         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1567                 /*
1568                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1569                  * task, this CPU does not need another grace period,
1570                  * or a grace period is already in progress.
1571                  * Either way, don't start a new grace period.
1572                  */
1573                 return;
1574         }
1575         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1576
1577         /*
1578          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1579          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1580          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1581          * up the running kthread.
1582          */
1583         if (current != rsp->gp_kthread)
1584                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1589  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1590  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1591  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1592  * that is encountered beforehand.
1593  */
1594 static void
1595 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1596 {
1597         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1598         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1599
1600         /*
1601          * If there is no grace period in progress right now, any
1602          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1603          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1604          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1605          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1606          * then start the grace period!
1607          */
1608         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1609         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1614  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1615  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1616  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1617  * is released before return.
1618  */
1619 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1620         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1621 {
1622         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1623         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1624         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1629  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1630  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1631  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1632  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1633  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1634  */
1635 static void
1636 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1637                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1638         __releases(rnp->lock)
1639 {
1640         struct rcu_node *rnp_c;
1641
1642         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1643         for (;;) {
1644                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1645
1646                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1647                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1648                         return;
1649                 }
1650                 rnp->qsmask &= ~mask;
1651                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1652                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1653                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1654                                                  !!rnp->gp_tasks);
1655                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1656
1657                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1658                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1659                         return;
1660                 }
1661                 mask = rnp->grpmask;
1662                 if (rnp->parent == NULL) {
1663
1664                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1665
1666                         break;
1667                 }
1668                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1669                 rnp_c = rnp;
1670                 rnp = rnp->parent;
1671                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1672                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1673         }
1674
1675         /*
1676          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1677          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1678          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1679          */
1680         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1685  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1686  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1687  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1688  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1689  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1690  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1691  */
1692 static void
1693 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1694 {
1695         unsigned long flags;
1696         unsigned long mask;
1697         struct rcu_node *rnp;
1698
1699         rnp = rdp->mynode;
1700         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1701         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1702             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1703
1704                 /*
1705                  * The grace period in which this quiescent state was
1706                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1707                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1708                  * within the current grace period.
1709                  */
1710                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1711                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1712                 return;
1713         }
1714         mask = rdp->grpmask;
1715         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1716                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1717         } else {
1718                 rdp->qs_pending = 0;
1719
1720                 /*
1721                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1722                  * callbacks can be processed during the next GP.
1723                  */
1724                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1725
1726                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1727         }
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1732  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1733  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1734  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1735  */
1736 static void
1737 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1738 {
1739         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1740         note_gp_changes(rsp, rdp);
1741
1742         /*
1743          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1744          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1745          */
1746         if (!rdp->qs_pending)
1747                 return;
1748
1749         /*
1750          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1751          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1752          */
1753         if (!rdp->passed_quiesce)
1754                 return;
1755
1756         /*
1757          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1758          * judge of that).
1759          */
1760         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1761 }
1762
1763 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1764
1765 /*
1766  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1767  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1768  * ->orphan_lock.
1769  */
1770 static void
1771 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1772                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1773 {
1774         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1775         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1776                 return;
1777
1778         /*
1779          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1780          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1781          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1782          */
1783         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1784                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1785                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1786                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1787                 rdp->qlen_lazy = 0;
1788                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1789         }
1790
1791         /*
1792          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1793          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1794          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1795          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1796          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1797          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1798          * we just reset the whole thing later on.
1799          */
1800         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1801                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1802                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1803                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1804         }
1805
1806         /*
1807          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1808          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1809          * required to pass though another grace period: They are done.
1810          */
1811         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1812                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1813                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1814         }
1815
1816         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1817         init_callback_list(rdp);
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1822  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1823  */
1824 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1825 {
1826         int i;
1827         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1828
1829         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1830         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1831                 return;
1832
1833         /* Do the accounting first. */
1834         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1835         rdp->qlen += rsp->qlen;
1836         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1837         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1838                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1839         rsp->qlen_lazy = 0;
1840         rsp->qlen = 0;
1841
1842         /*
1843          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1844          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1845          * we are the task doing the rcu_barrier().
1846          */
1847
1848         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1849         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1850                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1851                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1852                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1853                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1854                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1855                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1856                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1857         }
1858
1859         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1860         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1861                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1862                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1863                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1864                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1865         }
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1870  */
1871 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1872 {
1873         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1874         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1875         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1876
1877         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1878         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1879                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1880                                TPS("cpuofl"));
1881 }
1882
1883 /*
1884  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1885  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1886  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1887  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1888  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1889  */
1890 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1891 {
1892         unsigned long flags;
1893         unsigned long mask;
1894         int need_report = 0;
1895         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1896         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1897
1898         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1899         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1900
1901         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1902
1903         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1904         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1905         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1906
1907         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1908         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1909         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1910
1911         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1912         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1913         do {
1914                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1915                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1916                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1917                         if (rnp != rdp->mynode)
1918                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1919                         break;
1920                 }
1921                 if (rnp == rdp->mynode)
1922                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1923                 else
1924                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1925                 mask = rnp->grpmask;
1926                 rnp = rnp->parent;
1927         } while (rnp != NULL);
1928
1929         /*
1930          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1931          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1932          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1933          * held leads to deadlock.
1934          */
1935         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1936         rnp = rdp->mynode;
1937         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1938                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1939         else
1940                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1941         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1942                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1943         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1944                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1945                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1946         init_callback_list(rdp);
1947         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1948         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1949         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1950 }
1951
1952 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1953
1954 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1955 {
1956 }
1957
1958 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1959 {
1960 }
1961
1962 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1963
1964 /*
1965  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1966  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1967  */
1968 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1969 {
1970         unsigned long flags;
1971         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1972         long bl, count, count_lazy;
1973         int i;
1974
1975         /* If no callbacks are ready, just return. */
1976         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1977                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1978                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1979                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1980                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1981                 return;
1982         }
1983
1984         /*
1985          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1986          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1987          */
1988         local_irq_save(flags);
1989         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1990         bl = rdp->blimit;
1991         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1992         list = rdp->nxtlist;
1993         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1994         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1995         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1996         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1997                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1998                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1999         local_irq_restore(flags);
2000
2001         /* Invoke callbacks. */
2002         count = count_lazy = 0;
2003         while (list) {
2004                 next = list->next;
2005                 prefetch(next);
2006                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2007                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2008                         count_lazy++;
2009                 list = next;
2010                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2011                 if (++count >= bl &&
2012                     (need_resched() ||
2013                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2014                         break;
2015         }
2016
2017         local_irq_save(flags);
2018         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2019                             is_idle_task(current),
2020                             rcu_is_callbacks_kthread());
2021
2022         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2023         if (list != NULL) {
2024                 *tail = rdp->nxtlist;
2025                 rdp->nxtlist = list;
2026                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2027                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2028                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2029                         else
2030                                 break;
2031         }
2032         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2033         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2034         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2035         rdp->n_cbs_invoked += count;
2036
2037         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2038         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2039                 rdp->blimit = blimit;
2040
2041         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2042         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2043                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2044                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2045         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2046                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2047         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2048
2049         local_irq_restore(flags);
2050
2051         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2052         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2053                 invoke_rcu_core();
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2058  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2059  * Also schedule RCU core processing.
2060  *
2061  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2062  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2063  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2064  */
2065 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2066 {
2067         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2068         increment_cpu_stall_ticks();
2069         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2070
2071                 /*
2072                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2073                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2074                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2075                  * a quiescent state, so note it.
2076                  *
2077                  * No memory barrier is required here because both
2078                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2079                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2080                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2081                  */
2082
2083                 rcu_sched_qs(cpu);
2084                 rcu_bh_qs(cpu);
2085
2086         } else if (!in_softirq()) {
2087
2088                 /*
2089                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2090                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2091                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2092                  * critical section, so note it.
2093                  */
2094
2095                 rcu_bh_qs(cpu);
2096         }
2097         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2098         if (rcu_pending(cpu))
2099                 invoke_rcu_core();
2100         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2105  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2106  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2107  *
2108  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2109  */
2110 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2111 {
2112         unsigned long bit;
2113         int cpu;
2114         unsigned long flags;
2115         unsigned long mask;
2116         struct rcu_node *rnp;
2117
2118         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2119                 cond_resched();
2120                 mask = 0;
2121                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2122                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2123                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2124                         return;
2125                 }
2126                 if (rnp->qsmask == 0) {
2127                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2128                         continue;
2129                 }
2130                 cpu = rnp->grplo;
2131                 bit = 1;
2132                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2133                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2134                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2135                                 mask |= bit;
2136                 }
2137                 if (mask != 0) {
2138
2139                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2140                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2141                         continue;
2142                 }
2143                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2144         }
2145         rnp = rcu_get_root(rsp);
2146         if (rnp->qsmask == 0) {
2147                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2148                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2149         }
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2154  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2155  */
2156 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2157 {
2158         unsigned long flags;
2159         bool ret;
2160         struct rcu_node *rnp;
2161         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2162
2163         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2164         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2165         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2166                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2167                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2168                 if (rnp_old != NULL)
2169                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2170                 if (ret) {
2171                         rsp->n_force_qs_lh++;
2172                         return;
2173                 }
2174                 rnp_old = rnp;
2175         }
2176         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2177
2178         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2179         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2180         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2181         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2182                 rsp->n_force_qs_lh++;
2183                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2184                 return;  /* Someone beat us to it. */
2185         }
2186         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2187         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2188         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2189 }
2190
2191 /*
2192  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2193  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2194  * whom the rdp belongs.
2195  */
2196 static void
2197 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2198 {
2199         unsigned long flags;
2200         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2201
2202         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2203
2204         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2205         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2206
2207         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2208         local_irq_save(flags);
2209         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2210                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2211                 rcu_start_gp(rsp);
2212                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2213         } else {
2214                 local_irq_restore(flags);
2215         }
2216
2217         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2218         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2219                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Do RCU core processing for the current CPU.
2224  */
2225 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2226 {
2227         struct rcu_state *rsp;
2228
2229         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2230                 return;
2231         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2232         for_each_rcu_flavor(rsp)
2233                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2234         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2239  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2240  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2241  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2242  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2243  */
2244 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2245 {
2246         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2247                 return;
2248         if (likely(!rsp->boost)) {
2249                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2250                 return;
2251         }
2252         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2253 }
2254
2255 static void invoke_rcu_core(void)
2256 {
2257         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2258                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2263  */
2264 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2265                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2266 {
2267         /*
2268          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2269          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2270          */
2271         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2272                 invoke_rcu_core();
2273
2274         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2275         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2276                 return;
2277
2278         /*
2279          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2280          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2281          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2282          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2283          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2284          */
2285         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2286
2287                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2288                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2289
2290                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2291                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2292                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2293
2294                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2295                         rcu_start_gp(rsp);
2296                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2297                 } else {
2298                         /* Give the grace period a kick. */
2299                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2300                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2301                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2302                                 force_quiescent_state(rsp);
2303                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2304                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2305                 }
2306         }
2307 }
2308
2309 /*
2310  * RCU callback function to leak a callback.
2311  */
2312 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2313 {
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2318  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2319  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2320  * is expected to specify a CPU.
2321  */
2322 static void
2323 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2324            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2325 {
2326         unsigned long flags;
2327         struct rcu_data *rdp;
2328
2329         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2330         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2331                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2332                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2333                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2334                 return;
2335         }
2336         head->func = func;
2337         head->next = NULL;
2338
2339         /*
2340          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2341          * Note that we might see a beginning right after we see an
2342          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2343          * a quiescent state betweentimes.
2344          */
2345         local_irq_save(flags);
2346         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2347
2348         /* Add the callback to our list. */
2349         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2350                 int offline;
2351
2352                 if (cpu != -1)
2353                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2354                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2355                 WARN_ON_ONCE(offline);
2356                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2357                 local_irq_restore(flags);
2358                 return;
2359         }
2360         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2361         if (lazy)
2362                 rdp->qlen_lazy++;
2363         else
2364                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2365         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2366         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2367         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2368
2369         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2370                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2371                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2372         else
2373                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2374
2375         /* Go handle any RCU core processing required. */
2376         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2377         local_irq_restore(flags);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2382  */
2383 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2384 {
2385         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2386 }
2387 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2388
2389 /*
2390  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2391  */
2392 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2393 {
2394         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2397
2398 /*
2399  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2400  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2401  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2402  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2403  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2404  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2405  * some overhead: RCU still operates correctly.
2406  */
2407 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2408 {
2409         int ret;
2410
2411         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2412         preempt_disable();
2413         ret = num_online_cpus() <= 1;
2414         preempt_enable();
2415         return ret;
2416 }
2417
2418 /**
2419  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2420  *
2421  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2422  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2423  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2424  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2425  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2426  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2427  * rcu_read_lock_sched().
2428  *
2429  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2430  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2431  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2432  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2433  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2434  *
2435  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2436  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2437  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2438  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2439  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2440  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2441  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2442  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2443  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2444  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2445  * that are executing in the kernel.
2446  *
2447  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2448  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2449  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2450  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2451  * again only if the system has more than one CPU).
2452  *
2453  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2454  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2455  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2456  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2457  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2458  */
2459 void synchronize_sched(void)
2460 {
2461         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2462                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2463                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2464                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2465         if (rcu_blocking_is_gp())
2466                 return;
2467         if (rcu_expedited)
2468                 synchronize_sched_expedited();
2469         else
2470                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2471 }
2472 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2473
2474 /**
2475  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2476  *
2477  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2478  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2479  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2480  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2481  * and may be nested.
2482  *
2483  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2484  * on memory ordering guarantees.
2485  */
2486 void synchronize_rcu_bh(void)
2487 {
2488         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2489                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2490                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2491                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2492         if (rcu_blocking_is_gp())
2493                 return;
2494         if (rcu_expedited)
2495                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2496         else
2497                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2498 }
2499 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2500
2501 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2502 {
2503         /*
2504          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2505          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2506          * time that it returns.
2507          *
2508          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2509          * above condition is already met when the control reaches
2510          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2511          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2512          * robustness against future implementation changes.
2513          */
2514         smp_mb(); /* See above comment block. */
2515         return 0;
2516 }
2517
2518 /**
2519  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2520  *
2521  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2522  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2523  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2524  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2525  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2526  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2527  * synchronize_sched() instead.
2528  *
2529  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2530  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2531  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2532  * these restriction will result in deadlock.
2533  *
2534  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2535  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2536  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2537  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2538  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2539  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2540  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2541  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2542  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2543  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2544  *
2545  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2546  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2547  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2548  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2549  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2550  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2551  * doing our work for us.
2552  *
2553  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2554  */
2555 void synchronize_sched_expedited(void)
2556 {
2557         long firstsnap, s, snap;
2558         int trycount = 0;
2559         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2560
2561         /*
2562          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2563          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2564          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2565          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2566          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2567          * course be required on a 64-bit system.
2568          */
2569         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2570                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2571                          ULONG_MAX / 8)) {
2572                 synchronize_sched();
2573                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2574                 return;
2575         }
2576
2577         /*
2578          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2579          * full memory barrier.
2580          */
2581         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2582         firstsnap = snap;
2583         get_online_cpus();
2584         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2585
2586         /*
2587          * Each pass through the following loop attempts to force a
2588          * context switch on each CPU.
2589          */
2590         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2591                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2592                              NULL) == -EAGAIN) {
2593                 put_online_cpus();
2594                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2595
2596                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2597                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2598                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2599                         /* ensure test happens before caller kfree */
2600                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2601                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2602                         return;
2603                 }
2604
2605                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2606                 if (trycount++ < 10) {
2607                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2608                 } else {
2609                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2610                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2611                         return;
2612                 }
2613
2614                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2615                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2616                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2617                         /* ensure test happens before caller kfree */
2618                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2619                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2620                         return;
2621                 }
2622
2623                 /*
2624                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2625                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2626                  * after they started, so our grace period works for them,
2627                  * and they started after our first try, so their grace
2628                  * period works for us.
2629                  */
2630                 get_online_cpus();
2631                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2632                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2633         }
2634         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2635
2636         /*
2637          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2638          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2639          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2640          * than we did already did their update.
2641          */
2642         do {
2643                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2644                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2645                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2646                         /* ensure test happens before caller kfree */
2647                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2648                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2649                         break;
2650                 }
2651         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2652         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2653
2654         put_online_cpus();
2655 }
2656 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2657
2658 /*
2659  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2660  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2661  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2662  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2663  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2664  */
2665 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2666 {
2667         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2668
2669         rdp->n_rcu_pending++;
2670
2671         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2672         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2673
2674         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2675         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2676             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2677                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2678         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2679                 rdp->n_rp_report_qs++;
2680                 return 1;
2681         }
2682
2683         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2684         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2685                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2686                 return 1;
2687         }
2688
2689         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2690         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2691                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2692                 return 1;
2693         }
2694
2695         /* Has another RCU grace period completed?  */
2696         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2697                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2698                 return 1;
2699         }
2700
2701         /* Has a new RCU grace period started? */
2702         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2703                 rdp->n_rp_gp_started++;
2704                 return 1;
2705         }
2706
2707         /* nothing to do */
2708         rdp->n_rp_need_nothing++;
2709         return 0;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2714  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2715  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2716  */
2717 static int rcu_pending(int cpu)
2718 {
2719         struct rcu_state *rsp;
2720
2721         for_each_rcu_flavor(rsp)
2722                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2723                         return 1;
2724         return 0;
2725 }
2726
2727 /*
2728  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2729  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2730  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2731  */
2732 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2733 {
2734         bool al = true;
2735         bool hc = false;
2736         struct rcu_data *rdp;
2737         struct rcu_state *rsp;
2738
2739         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2740                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2741                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2742                         al = false;
2743                 if (rdp->nxtlist)
2744                         hc = true;
2745         }
2746         if (all_lazy)
2747                 *all_lazy = al;
2748         return hc;
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2753  * the compiler is expected to optimize this away.
2754  */
2755 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2756                                int cpu, unsigned long done)
2757 {
2758         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2759                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2764  * up the task executing _rcu_barrier().
2765  */
2766 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2767 {
2768         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2769         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2770
2771         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2772                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2773                 complete(&rsp->barrier_completion);
2774         } else {
2775                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2776         }
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2781  */
2782 static void rcu_barrier_func(void *type)
2783 {
2784         struct rcu_state *rsp = type;
2785         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2786
2787         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2788         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2789         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2794  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2795  */
2796 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2797 {
2798         int cpu;
2799         struct rcu_data *rdp;
2800         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2801         unsigned long snap_done;
2802
2803         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2804
2805         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2806         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2807
2808         /*
2809          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2810          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2811          */
2812         smp_mb();  /* See above block comment. */
2813
2814         /*
2815          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2816          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2817          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2818          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2819          */
2820         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2821         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2822         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2823                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2824                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2825                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2826                 return;
2827         }
2828
2829         /*
2830          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2831          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2832          * the increment to precede the early-exit check.
2833          */
2834         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2835         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2836         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2837         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2838
2839         /*
2840          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2841          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2842          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2843          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2844          */
2845         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2846         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2847         get_online_cpus();
2848
2849         /*
2850          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2851          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2852          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2853          */
2854         for_each_possible_cpu(cpu) {
2855                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2856                         continue;
2857                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2858                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2859                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2860                                            rsp->n_barrier_done);
2861                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2862                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2863                                    rsp, cpu, 0);
2864                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2865                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2866                                            rsp->n_barrier_done);
2867                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2868                 } else {
2869                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2870                                            rsp->n_barrier_done);
2871                 }
2872         }
2873         put_online_cpus();
2874
2875         /*
2876          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2877          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2878          */
2879         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2880                 complete(&rsp->barrier_completion);
2881
2882         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2883         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2884         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2885         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2886         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2887         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2888
2889         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2890         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2891
2892         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2893         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2894 }
2895
2896 /**
2897  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2898  */
2899 void rcu_barrier_bh(void)
2900 {
2901         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2902 }
2903 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2904
2905 /**
2906  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2907  */
2908 void rcu_barrier_sched(void)
2909 {
2910         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2911 }
2912 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2913
2914 /*
2915  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2916  */
2917 static void __init
2918 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2919 {
2920         unsigned long flags;
2921         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2922         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2923
2924         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2925         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2926         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2927         init_callback_list(rdp);
2928         rdp->qlen_lazy = 0;
2929         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2930         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2931         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2932         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2933         rdp->cpu = cpu;
2934         rdp->rsp = rsp;
2935         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2936         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2937 }
2938
2939 /*
2940  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2941  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2942  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2943  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2944  */
2945 static void
2946 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2947 {
2948         unsigned long flags;
2949         unsigned long mask;
2950         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2951         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2952
2953         /* Exclude new grace periods. */
2954         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2955
2956         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2957         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2958         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2959         rdp->preemptible = preemptible;
2960         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2961         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2962         rdp->blimit = blimit;
2963         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2964         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2965         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2966                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2967         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2968
2969         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2970         rnp = rdp->mynode;
2971         mask = rdp->grpmask;
2972         do {
2973                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2974                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2975                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2976                 mask = rnp->grpmask;
2977                 if (rnp == rdp->mynode) {
2978                         /*
2979                          * If there is a grace period in progress, we will
2980                          * set up to wait for it next time we run the
2981                          * RCU core code.
2982                          */
2983                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2984                         rdp->completed = rnp->completed;
2985                         rdp->passed_quiesce = 0;
2986                         rdp->qs_pending = 0;
2987                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
2988                 }
2989                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2990                 rnp = rnp->parent;
2991         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2992         local_irq_restore(flags);
2993
2994         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2995 }
2996
2997 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
2998 {
2999         struct rcu_state *rsp;
3000
3001         for_each_rcu_flavor(rsp)
3002                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3003                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3004 }
3005
3006 /*
3007  * Handle CPU online/offline notification events.
3008  */
3009 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3010                                     unsigned long action, void *hcpu)
3011 {
3012         long cpu = (long)hcpu;
3013         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3014         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3015         struct rcu_state *rsp;
3016
3017         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3018         switch (action) {
3019         case CPU_UP_PREPARE:
3020         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3021                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3022                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3023                 break;
3024         case CPU_ONLINE:
3025         case CPU_DOWN_FAILED:
3026                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3027                 break;
3028         case CPU_DOWN_PREPARE:
3029                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3030                 break;
3031         case CPU_DYING:
3032         case CPU_DYING_FROZEN:
3033                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3034                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3035                 break;
3036         case CPU_DEAD:
3037         case CPU_DEAD_FROZEN:
3038         case CPU_UP_CANCELED:
3039         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3040                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3041                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3042                 break;
3043         default:
3044                 break;
3045         }
3046         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3047         return NOTIFY_OK;
3048 }
3049
3050 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3051                          unsigned long action, void *hcpu)
3052 {
3053         switch (action) {
3054         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3055         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3056                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3057                         rcu_expedited = 1;
3058                 break;
3059         case PM_POST_HIBERNATION:
3060         case PM_POST_SUSPEND:
3061                 rcu_expedited = 0;
3062                 break;
3063         default:
3064                 break;
3065         }
3066         return NOTIFY_OK;
3067 }
3068
3069 /*
3070  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3071  */
3072 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3073 {
3074         unsigned long flags;
3075         struct rcu_node *rnp;
3076         struct rcu_state *rsp;
3077         struct task_struct *t;
3078
3079         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3080                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3081                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3082                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3083                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3084                 rsp->gp_kthread = t;
3085                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3086                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3087         }
3088         return 0;
3089 }
3090 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3091
3092 /*
3093  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3094  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3095  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3096  * task is booting the system).  After this function is called, the
3097  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3098  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3099  */
3100 void rcu_scheduler_starting(void)
3101 {
3102         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3103         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3104         rcu_scheduler_active = 1;
3105 }
3106
3107 /*
3108  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3109  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3110  */
3111 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3112 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3113 {
3114         int i;
3115
3116         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3117                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3118         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3119 }
3120 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3121 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3122 {
3123         int ccur;
3124         int cprv;
3125         int i;
3126
3127         cprv = nr_cpu_ids;
3128         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3129                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3130                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3131                 cprv = ccur;
3132         }
3133 }
3134 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3135
3136 /*
3137  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3138  */
3139 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3140                 struct rcu_data __percpu *rda)
3141 {
3142         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3143                                "rcu_node_1",
3144                                "rcu_node_2",
3145                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3146         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3147                                "rcu_node_fqs_1",
3148                                "rcu_node_fqs_2",
3149                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3150         int cpustride = 1;
3151         int i;
3152         int j;
3153         struct rcu_node *rnp;
3154
3155         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3156
3157         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3158         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3159                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3160
3161         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3162
3163         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3164                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3165         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3166                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3167         rcu_init_levelspread(rsp);
3168
3169         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3170
3171         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3172                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3173                 rnp = rsp->level[i];
3174                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3175                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3176                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3177                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3178                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3179                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3180                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3181                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3182                         rnp->completed = rsp->completed;
3183                         rnp->qsmask = 0;
3184                         rnp->qsmaskinit = 0;
3185                         rnp->grplo = j * cpustride;
3186                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3187                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3188                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3189                         if (i == 0) {
3190                                 rnp->grpnum = 0;
3191                                 rnp->grpmask = 0;
3192                                 rnp->parent = NULL;
3193                         } else {
3194                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3195                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3196                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3197                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3198                         }
3199                         rnp->level = i;
3200                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3201                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3202                 }
3203         }
3204
3205         rsp->rda = rda;
3206         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3207         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3208         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3209         for_each_possible_cpu(i) {
3210                 while (i > rnp->grphi)
3211                         rnp++;
3212                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3213                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3214         }
3215         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3216 }
3217
3218 /*
3219  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3220  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3221  * the ->node array in the rcu_state structure.
3222  */
3223 static void __init rcu_init_geometry(void)
3224 {
3225         ulong d;
3226         int i;
3227         int j;
3228         int n = nr_cpu_ids;
3229         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3230
3231         /*
3232          * Initialize any unspecified boot parameters.
3233          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3234          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3235          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3236          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3237          */
3238         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3239         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3240                 jiffies_till_first_fqs = d;
3241         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3242                 jiffies_till_next_fqs = d;
3243
3244         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3245         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3246             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3247                 return;
3248
3249         /*
3250          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3251          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3252          * some of the arithmetic easier.
3253          */
3254         rcu_capacity[0] = 1;
3255         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3256         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3257                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3258
3259         /*
3260          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3261          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3262          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3263          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3264          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3265          * compile-time values if these limits are exceeded.
3266          */
3267         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3268             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3269             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3270                 WARN_ON(1);
3271                 return;
3272         }
3273
3274         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3275         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3276                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3277                         for (j = 0; j <= i; j++)
3278                                 num_rcu_lvl[j] =
3279                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3280                         rcu_num_lvls = i;
3281                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3282                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3283                         break;
3284                 }
3285
3286         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3287         rcu_num_nodes = 0;
3288         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3289                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3290         rcu_num_nodes -= n;
3291 }
3292
3293 void __init rcu_init(void)
3294 {
3295         int cpu;
3296
3297         rcu_bootup_announce();
3298         rcu_init_geometry();
3299         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3300         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3301         __rcu_init_preempt();
3302         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3303
3304         /*
3305          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3306          * this is called early in boot, before either interrupts
3307          * or the scheduler are operational.
3308          */
3309         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3310         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3311         for_each_online_cpu(cpu)
3312                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3313 }
3314
3315 #include "rcutree_plugin.h"