rcu: Improve grace-period start logic
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56 #include <linux/ftrace_event.h>
57 #include <linux/suspend.h>
58
59 #include "rcutree.h"
60 #include <trace/events/rcu.h>
61
62 #include "rcu.h"
63
64 /*
65  * Strings used in tracepoints need to be exported via the
66  * tracing system such that tools like perf and trace-cmd can
67  * translate the string address pointers to actual text.
68  */
69 #define TPS(x)  tracepoint_string(x)
70
71 /* Data structures. */
72
73 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
74 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
75
76 /*
77  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
78  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
79  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
80  * that points to the string being used, and this will allow
81  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
82  * address to the matching string.
83  */
84 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
85 static char sname##_varname[] = #sname; \
86 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
87 struct rcu_state sname##_state = { \
88         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
89         .call = cr, \
90         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
91         .gpnum = 0UL - 300UL, \
92         .completed = 0UL - 300UL, \
93         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
94         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
95         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
96         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
97         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
98         .name = sname##_varname, \
99         .abbr = sabbr, \
100 }; \
101 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
102
103 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
104 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
105
106 static struct rcu_state *rcu_state;
107 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
108
109 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
110 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
111 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
112 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
113 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
114         NUM_RCU_LVL_0,
115         NUM_RCU_LVL_1,
116         NUM_RCU_LVL_2,
117         NUM_RCU_LVL_3,
118         NUM_RCU_LVL_4,
119 };
120 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
121
122 /*
123  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
124  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
125  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
126  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
127  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
128  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
129  * positives from lockdep-RCU error checking.
130  */
131 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
133
134 /*
135  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
136  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
137  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
138  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
139  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
140  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
141  *
142  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
143  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
144  * a time.
145  */
146 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
147
148 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
149
150 /*
151  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
152  * handle all flavors of RCU.
153  */
154 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
155 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
156 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
157 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
158
159 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
160
161 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
162 static void invoke_rcu_core(void);
163 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
164
165 /*
166  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
167  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
168  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
169  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
170  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
171  * These variables enable correlating rcutorture output with the
172  * RCU tracing information.
173  */
174 unsigned long rcutorture_testseq;
175 unsigned long rcutorture_vernum;
176
177 /*
178  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
179  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
180  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
181  */
182 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
183 {
184         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
185 }
186
187 /*
188  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
189  * how many quiescent states passed, just if there was at least
190  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
191  * The caller must have disabled preemption.
192  */
193 void rcu_sched_qs(int cpu)
194 {
195         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
196
197         if (rdp->passed_quiesce == 0)
198                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
199         rdp->passed_quiesce = 1;
200 }
201
202 void rcu_bh_qs(int cpu)
203 {
204         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
205
206         if (rdp->passed_quiesce == 0)
207                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
208         rdp->passed_quiesce = 1;
209 }
210
211 /*
212  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
213  * and requires special handling for preemptible RCU.
214  * The caller must have disabled preemption.
215  */
216 void rcu_note_context_switch(int cpu)
217 {
218         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
219         rcu_sched_qs(cpu);
220         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
221         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
222 }
223 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
224
225 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
226         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
227         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
228 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
229         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
230         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
231 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
232 };
233
234 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
235 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
236 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
237
238 module_param(blimit, long, 0444);
239 module_param(qhimark, long, 0444);
240 module_param(qlowmark, long, 0444);
241
242 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
243 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
244
245 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
246 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
247
248 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
249                                   struct rcu_data *rdp);
250 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
251                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
252                                   unsigned long *maxj),
253                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
254 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
255 static int rcu_pending(int cpu);
256
257 /*
258  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
259  */
260 long rcu_batches_completed_sched(void)
261 {
262         return rcu_sched_state.completed;
263 }
264 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
265
266 /*
267  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
268  */
269 long rcu_batches_completed_bh(void)
270 {
271         return rcu_bh_state.completed;
272 }
273 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
274
275 /*
276  * Force a quiescent state for RCU BH.
277  */
278 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
279 {
280         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
281 }
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
283
284 /*
285  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
286  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
287  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
288  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
289  * store this state in rcutorture itself.
290  */
291 void rcutorture_record_test_transition(void)
292 {
293         rcutorture_testseq++;
294         rcutorture_vernum = 0;
295 }
296 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
297
298 /*
299  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
300  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
301  * messages.
302  */
303 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
304 {
305         rcutorture_vernum++;
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
308
309 /*
310  * Force a quiescent state for RCU-sched.
311  */
312 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
313 {
314         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
315 }
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
317
318 /*
319  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
320  */
321 static int
322 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
323 {
324         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
325                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
326 }
327
328 /*
329  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
330  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
331  * normal callback registry.
332  */
333 static int
334 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
335 {
336         int i;
337
338         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
339                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
340         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
341                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
342         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
343                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
344         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
345                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
346         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
347                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
348                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
349                                  rdp->nxtcompleted[i]))
350                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
351         return 0; /* No grace period needed. */
352 }
353
354 /*
355  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
356  */
357 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
358 {
359         return &rsp->node[0];
360 }
361
362 /*
363  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
364  *
365  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
366  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
367  * The caller must have disabled interrupts.
368  */
369 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
370                                 bool user)
371 {
372         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
373         if (!user && !is_idle_task(current)) {
374                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
375
376                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
377                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
378                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
379                           current->pid, current->comm,
380                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
381         }
382         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
383         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
384         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
385         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
386         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
387         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
388
389         /*
390          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
391          * in an RCU read-side critical section.
392          */
393         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
394                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
395         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
396                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
397         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
398                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
399 }
400
401 /*
402  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
403  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
404  */
405 static void rcu_eqs_enter(bool user)
406 {
407         long long oldval;
408         struct rcu_dynticks *rdtp;
409
410         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
411         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
412         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
413         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
414                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
415         else
416                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
417         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
418 }
419
420 /**
421  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
422  *
423  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
424  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
425  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
426  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
427  *
428  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
429  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
430  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
431  */
432 void rcu_idle_enter(void)
433 {
434         unsigned long flags;
435
436         local_irq_save(flags);
437         rcu_eqs_enter(false);
438         rcu_sysidle_enter(&__get_cpu_var(rcu_dynticks), 0);
439         local_irq_restore(flags);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
442
443 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
444 /**
445  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
446  *
447  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
448  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
449  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
450  * when the CPU runs in userspace.
451  */
452 void rcu_user_enter(void)
453 {
454         rcu_eqs_enter(1);
455 }
456 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
457
458 /**
459  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
460  *
461  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
462  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
463  * sections can occur.
464  *
465  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
466  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
467  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
468  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
469  *
470  * Use things like work queues to work around this limitation.
471  *
472  * You have been warned.
473  */
474 void rcu_irq_exit(void)
475 {
476         unsigned long flags;
477         long long oldval;
478         struct rcu_dynticks *rdtp;
479
480         local_irq_save(flags);
481         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
482         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
483         rdtp->dynticks_nesting--;
484         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
485         if (rdtp->dynticks_nesting)
486                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
487         else
488                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
489         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
490         local_irq_restore(flags);
491 }
492
493 /*
494  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
495  *
496  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
497  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
498  * The caller must have disabled interrupts.
499  */
500 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
501                                int user)
502 {
503         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
504         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
505         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
506         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
507         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
508         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
509         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510         if (!user && !is_idle_task(current)) {
511                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
512
513                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
514                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
515                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
516                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
517                           current->pid, current->comm,
518                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
519         }
520 }
521
522 /*
523  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
524  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
525  */
526 static void rcu_eqs_exit(bool user)
527 {
528         struct rcu_dynticks *rdtp;
529         long long oldval;
530
531         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
532         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
533         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
534         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
535                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
536         else
537                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
538         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
539 }
540
541 /**
542  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
543  *
544  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
545  * read-side critical sections can occur.
546  *
547  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
548  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
549  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
550  * now starting.
551  */
552 void rcu_idle_exit(void)
553 {
554         unsigned long flags;
555
556         local_irq_save(flags);
557         rcu_eqs_exit(false);
558         rcu_sysidle_exit(&__get_cpu_var(rcu_dynticks), 0);
559         local_irq_restore(flags);
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
562
563 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
564 /**
565  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
566  *
567  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
568  * run a RCU read side critical section anytime.
569  */
570 void rcu_user_exit(void)
571 {
572         rcu_eqs_exit(1);
573 }
574 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
575
576 /**
577  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
578  *
579  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
580  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
581  * sections can occur.
582  *
583  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
584  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
585  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
586  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
587  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
588  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
589  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
590  *
591  * Use things like work queues to work around this limitation.
592  *
593  * You have been warned.
594  */
595 void rcu_irq_enter(void)
596 {
597         unsigned long flags;
598         struct rcu_dynticks *rdtp;
599         long long oldval;
600
601         local_irq_save(flags);
602         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
603         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
604         rdtp->dynticks_nesting++;
605         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
606         if (oldval)
607                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
608         else
609                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
610         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
611         local_irq_restore(flags);
612 }
613
614 /**
615  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
616  *
617  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
618  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
619  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
620  */
621 void rcu_nmi_enter(void)
622 {
623         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
624
625         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
626             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
627                 return;
628         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
629         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
630         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
631         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
632         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
633         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
634 }
635
636 /**
637  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
638  *
639  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
640  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
641  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
642  */
643 void rcu_nmi_exit(void)
644 {
645         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
646
647         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
648             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
649                 return;
650         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
651         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
652         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
653         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
654         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
655 }
656
657 /**
658  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
659  *
660  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
661  * or NMI handler, return true.
662  */
663 int rcu_is_cpu_idle(void)
664 {
665         int ret;
666
667         preempt_disable();
668         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
669         preempt_enable();
670         return ret;
671 }
672 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
673
674 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
675
676 /*
677  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
678  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
679  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
680  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
681  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
682  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
683  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
684  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
685  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
686  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
687  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
688  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
689  * notifiers.
690  *
691  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
692  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
693  *
694  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
695  * errors from NMI handlers anyway.
696  */
697 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
698 {
699         struct rcu_data *rdp;
700         struct rcu_node *rnp;
701         bool ret;
702
703         if (in_nmi())
704                 return 1;
705         preempt_disable();
706         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
707         rnp = rdp->mynode;
708         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
709               !rcu_scheduler_fully_active;
710         preempt_enable();
711         return ret;
712 }
713 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
714
715 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
716
717 /**
718  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
719  *
720  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
721  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
722  * disabled preemption.
723  */
724 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
725 {
726         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
727 }
728
729 /*
730  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
731  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
732  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
733  */
734 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
735                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
736 {
737         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
738         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
739         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
740 }
741
742 /*
743  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
744  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
745  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
746  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
747  */
748 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
749                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
750 {
751         unsigned int curr;
752         unsigned int snap;
753
754         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
755         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
756
757         /*
758          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
759          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
760          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
761          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
762          * read-side critical section that started before the beginning
763          * of the current RCU grace period.
764          */
765         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
766                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
767                 rdp->dynticks_fqs++;
768                 return 1;
769         }
770
771         /*
772          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
773          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
774          * state: If we see it offline even once, it has been through a
775          * quiescent state.
776          *
777          * The reason for insisting that the grace period be at least
778          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
779          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
780          * sections.
781          */
782         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
783                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
784         barrier();
785         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
786                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
787                 rdp->offline_fqs++;
788                 return 1;
789         }
790
791         /*
792          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
793          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
794          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
795          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
796          * CPU is in this state.
797          */
798         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
799
800         return 0;
801 }
802
803 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
804 {
805         rsp->gp_start = jiffies;
806         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
807 }
808
809 /*
810  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
811  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
812  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
813  * printed by the target CPU.
814  */
815 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         int cpu;
818         unsigned long flags;
819         struct rcu_node *rnp;
820
821         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
822                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
823                 if (rnp->qsmask != 0) {
824                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
825                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
826                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
827                 }
828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
829         }
830 }
831
832 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
833 {
834         int cpu;
835         long delta;
836         unsigned long flags;
837         int ndetected = 0;
838         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
839         long totqlen = 0;
840
841         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
842
843         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
844         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
845         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
846                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
847                 return;
848         }
849         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
850         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
851
852         /*
853          * OK, time to rat on our buddy...
854          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
855          * RCU CPU stall warnings.
856          */
857         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
858                rsp->name);
859         print_cpu_stall_info_begin();
860         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
861                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
862                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
863                 if (rnp->qsmask != 0) {
864                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
865                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
866                                         print_cpu_stall_info(rsp,
867                                                              rnp->grplo + cpu);
868                                         ndetected++;
869                                 }
870                 }
871                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
872         }
873
874         /*
875          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
876          * due to CPU offlining.
877          */
878         rnp = rcu_get_root(rsp);
879         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
880         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
881         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
882
883         print_cpu_stall_info_end();
884         for_each_possible_cpu(cpu)
885                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
886         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
887                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
888                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
889         if (ndetected == 0)
890                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
891         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
892                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
893
894         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
895
896         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
897
898         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
899 }
900
901 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
902 {
903         int cpu;
904         unsigned long flags;
905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
906         long totqlen = 0;
907
908         /*
909          * OK, time to rat on ourselves...
910          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
911          * RCU CPU stall warnings.
912          */
913         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
914         print_cpu_stall_info_begin();
915         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
916         print_cpu_stall_info_end();
917         for_each_possible_cpu(cpu)
918                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
919         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
920                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
921         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
922                 dump_stack();
923
924         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
925         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
926                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
927                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
928         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
929
930         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
931 }
932
933 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
934 {
935         unsigned long j;
936         unsigned long js;
937         struct rcu_node *rnp;
938
939         if (rcu_cpu_stall_suppress)
940                 return;
941         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
942         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
943         rnp = rdp->mynode;
944         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
945             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
946
947                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
948                 print_cpu_stall(rsp);
949
950         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
951                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
952
953                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
954                 print_other_cpu_stall(rsp);
955         }
956 }
957
958 /**
959  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
960  *
961  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
962  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
963  * RCU grace periods.
964  *
965  * The caller must disable hard irqs.
966  */
967 void rcu_cpu_stall_reset(void)
968 {
969         struct rcu_state *rsp;
970
971         for_each_rcu_flavor(rsp)
972                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
973 }
974
975 /*
976  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
977  */
978 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
979 {
980         int i;
981
982         if (init_nocb_callback_list(rdp))
983                 return;
984         rdp->nxtlist = NULL;
985         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
986                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
987 }
988
989 /*
990  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
991  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
992  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
993  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
994  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
995  *
996  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
997  */
998 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
999                                        struct rcu_node *rnp)
1000 {
1001         /*
1002          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1003          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1004          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1005          * period might have started, but just not yet gotten around
1006          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1007          */
1008         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1009                 return rnp->completed + 1;
1010
1011         /*
1012          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1013          * then the subsequent full grace period.
1014          */
1015         return rnp->completed + 2;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1020  * rcu_nocb_wait_gp().
1021  */
1022 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1023                                 unsigned long c, const char *s)
1024 {
1025         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1026                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1027                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1032  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1033  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1034  *
1035  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1036  */
1037 static unsigned long __maybe_unused
1038 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1039 {
1040         unsigned long c;
1041         int i;
1042         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1043
1044         /*
1045          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1046          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1047          */
1048         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1049         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1050         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1051                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1052                 return c;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1057          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1058          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1059          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1060          * need to explicitly start one.
1061          */
1062         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1063             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1064                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1065                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1066                 return c;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1071          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1072          * start one (if needed).
1073          */
1074         if (rnp != rnp_root)
1075                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1076
1077         /*
1078          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1079          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1080          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1081          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1082          */
1083         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1084         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1085                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1086                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1087
1088         /*
1089          * If the needed for the required grace period is already
1090          * recorded, trace and leave.
1091          */
1092         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1093                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1094                 goto unlock_out;
1095         }
1096
1097         /* Record the need for the future grace period. */
1098         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1099
1100         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1101         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1102                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1103         } else {
1104                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1105                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1106         }
1107 unlock_out:
1108         if (rnp != rnp_root)
1109                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1110         return c;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1115  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1116  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1117  * waiting for this grace period to complete.
1118  */
1119 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1120 {
1121         int c = rnp->completed;
1122         int needmore;
1123         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1124
1125         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1126         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1127         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1128         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1129                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1130         return needmore;
1131 }
1132
1133 /*
1134  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1135  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1136  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1137  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1138  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1139  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1140  * not hurt to call it repeatedly.
1141  *
1142  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1143  */
1144 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1145                                struct rcu_data *rdp)
1146 {
1147         unsigned long c;
1148         int i;
1149
1150         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1151         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1152                 return;
1153
1154         /*
1155          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1156          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1157          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1158          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1159          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1160          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1161          *
1162          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1163          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1164          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1165          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1166          * been assigned a ->completed number.
1167          */
1168         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1169         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1170                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1171                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1172                         break;
1173
1174         /*
1175          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1176          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1177          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1178          * be grouped into.
1179          */
1180         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1181                 return;
1182
1183         /*
1184          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1185          * full grace period and group them all in the sublist initially
1186          * indexed by "i".
1187          */
1188         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1189                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1190                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1191         }
1192         /* Record any needed additional grace periods. */
1193         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1194
1195         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1196         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1197                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1198         else
1199                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1204  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1205  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1206  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1207  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1208  *
1209  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1210  */
1211 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1212                             struct rcu_data *rdp)
1213 {
1214         int i, j;
1215
1216         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1217         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1218                 return;
1219
1220         /*
1221          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1222          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1223          */
1224         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1225                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1226                         break;
1227                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1228         }
1229         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1230         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1231                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1232
1233         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1234         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1235                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1236                         break;
1237                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1238                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1239         }
1240
1241         /* Classify any remaining callbacks. */
1242         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1247  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1248  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1249  */
1250 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1251 {
1252         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1253         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1254
1255                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1256                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1257
1258         } else {
1259
1260                 /* Advance callbacks. */
1261                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1262
1263                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1264                 rdp->completed = rnp->completed;
1265                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1266         }
1267
1268         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1269                 /*
1270                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1271                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1272                  * go looking for one.
1273                  */
1274                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1275                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1276                 rdp->passed_quiesce = 0;
1277                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1278                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1279         }
1280 }
1281
1282 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1283 {
1284         unsigned long flags;
1285         struct rcu_node *rnp;
1286
1287         local_irq_save(flags);
1288         rnp = rdp->mynode;
1289         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1290              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1291             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1292                 local_irq_restore(flags);
1293                 return;
1294         }
1295         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1296         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1301  */
1302 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1303 {
1304         struct rcu_data *rdp;
1305         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1306
1307         rcu_bind_gp_kthread();
1308         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1309         if (rsp->gp_flags == 0) {
1310                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1311                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1312                 return 0;
1313         }
1314         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1315
1316         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1317                 /*
1318                  * Grace period already in progress, don't start another.
1319                  * Not supposed to be able to happen.
1320                  */
1321                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1322                 return 0;
1323         }
1324
1325         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1326         rsp->gpnum++;
1327         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1328         record_gp_stall_check_time(rsp);
1329         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1330
1331         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1332         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1333
1334         /*
1335          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1336          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1337          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1338          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1339          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1340          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1341          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1342          * CPU-hotplug operations.
1343          *
1344          * The grace period cannot complete until the initialization
1345          * process finishes, because this kthread handles both.
1346          */
1347         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1348                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1349                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1350                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1351                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1352                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1353                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1354                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1355                 if (rnp == rdp->mynode)
1356                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1357                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1358                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1359                                             rnp->level, rnp->grplo,
1360                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1361                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1362 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1363                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1364                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1365                         udelay(200);
1366 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1367                 cond_resched();
1368         }
1369
1370         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1371         return 1;
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Do one round of quiescent-state forcing.
1376  */
1377 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1378 {
1379         int fqs_state = fqs_state_in;
1380         bool isidle = false;
1381         unsigned long maxj;
1382         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1383
1384         rsp->n_force_qs++;
1385         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1386                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1387                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1388                         isidle = 1;
1389                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1390                 }
1391                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1392                              &isidle, &maxj);
1393                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1394                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1395         } else {
1396                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1397                 isidle = 0;
1398                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1399         }
1400         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1401         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1402                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1403                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1404                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1405         }
1406         return fqs_state;
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Clean up after the old grace period.
1411  */
1412 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1413 {
1414         unsigned long gp_duration;
1415         int nocb = 0;
1416         struct rcu_data *rdp;
1417         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1418
1419         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1420         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1421         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1422                 rsp->gp_max = gp_duration;
1423
1424         /*
1425          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1426          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1427          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1428          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1429          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1430          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1431          */
1432         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1433
1434         /*
1435          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1436          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1437          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1438          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1439          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1440          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1441          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1442          */
1443         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1444                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1445                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1446                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1447                 if (rnp == rdp->mynode)
1448                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1449                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1450                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1451                 cond_resched();
1452         }
1453         rnp = rcu_get_root(rsp);
1454         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1455         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1456
1457         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1458         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1459         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1460         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1461         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1462         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1463                 rsp->gp_flags = 1;
1464         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Body of kthread that handles grace periods.
1469  */
1470 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1471 {
1472         int fqs_state;
1473         unsigned long j;
1474         int ret;
1475         struct rcu_state *rsp = arg;
1476         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1477
1478         for (;;) {
1479
1480                 /* Handle grace-period start. */
1481                 for (;;) {
1482                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1483                                                  rsp->gp_flags &
1484                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1485                         if (rcu_gp_init(rsp))
1486                                 break;
1487                         cond_resched();
1488                         flush_signals(current);
1489                 }
1490
1491                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1492                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1493                 j = jiffies_till_first_fqs;
1494                 if (j > HZ) {
1495                         j = HZ;
1496                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1497                 }
1498                 for (;;) {
1499                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1500                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1501                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1502                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1503                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1504                                         j);
1505                         /* If grace period done, leave loop. */
1506                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1507                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1508                                 break;
1509                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1510                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1511                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1512                                 cond_resched();
1513                         } else {
1514                                 /* Deal with stray signal. */
1515                                 cond_resched();
1516                                 flush_signals(current);
1517                         }
1518                         j = jiffies_till_next_fqs;
1519                         if (j > HZ) {
1520                                 j = HZ;
1521                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1522                         } else if (j < 1) {
1523                                 j = 1;
1524                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1525                         }
1526                 }
1527
1528                 /* Handle grace-period end. */
1529                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1530         }
1531 }
1532
1533 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1534 {
1535         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1536
1537         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1538         wake_up(&rsp->gp_wq);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1543  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1544  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1545  *
1546  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1547  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1548  * quiescent state.
1549  */
1550 static void
1551 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1552                       struct rcu_data *rdp)
1553 {
1554         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1555                 /*
1556                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1557                  * task, this CPU does not need another grace period,
1558                  * or a grace period is already in progress.
1559                  * Either way, don't start a new grace period.
1560                  */
1561                 return;
1562         }
1563         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1564
1565         /*
1566          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1567          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1568          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1569          * up the running kthread.
1570          */
1571         if (current != rsp->gp_kthread)
1572                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1577  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1578  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1579  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1580  * that is encountered beforehand.
1581  */
1582 static void
1583 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1584 {
1585         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1586         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1587
1588         /*
1589          * If there is no grace period in progress right now, any
1590          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1591          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1592          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1593          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1594          * then start the grace period!
1595          */
1596         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1597         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1602  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1603  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1604  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1605  * is released before return.
1606  */
1607 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1608         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1609 {
1610         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1611         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1612         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1617  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1618  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1619  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1620  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1621  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1622  */
1623 static void
1624 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1625                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1626         __releases(rnp->lock)
1627 {
1628         struct rcu_node *rnp_c;
1629
1630         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1631         for (;;) {
1632                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1633
1634                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1635                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1636                         return;
1637                 }
1638                 rnp->qsmask &= ~mask;
1639                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1640                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1641                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1642                                                  !!rnp->gp_tasks);
1643                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1644
1645                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1646                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1647                         return;
1648                 }
1649                 mask = rnp->grpmask;
1650                 if (rnp->parent == NULL) {
1651
1652                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1653
1654                         break;
1655                 }
1656                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1657                 rnp_c = rnp;
1658                 rnp = rnp->parent;
1659                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1660                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1661         }
1662
1663         /*
1664          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1665          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1666          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1667          */
1668         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1673  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1674  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1675  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1676  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1677  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1678  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1679  */
1680 static void
1681 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1682 {
1683         unsigned long flags;
1684         unsigned long mask;
1685         struct rcu_node *rnp;
1686
1687         rnp = rdp->mynode;
1688         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1689         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1690             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1691
1692                 /*
1693                  * The grace period in which this quiescent state was
1694                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1695                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1696                  * within the current grace period.
1697                  */
1698                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1699                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1700                 return;
1701         }
1702         mask = rdp->grpmask;
1703         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1704                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1705         } else {
1706                 rdp->qs_pending = 0;
1707
1708                 /*
1709                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1710                  * callbacks can be processed during the next GP.
1711                  */
1712                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1713
1714                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1715         }
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1720  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1721  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1722  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1723  */
1724 static void
1725 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1726 {
1727         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1728         note_gp_changes(rsp, rdp);
1729
1730         /*
1731          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1732          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1733          */
1734         if (!rdp->qs_pending)
1735                 return;
1736
1737         /*
1738          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1739          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1740          */
1741         if (!rdp->passed_quiesce)
1742                 return;
1743
1744         /*
1745          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1746          * judge of that).
1747          */
1748         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1749 }
1750
1751 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1752
1753 /*
1754  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1755  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1756  * ->orphan_lock.
1757  */
1758 static void
1759 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1760                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1761 {
1762         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1763         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1764                 return;
1765
1766         /*
1767          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1768          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1769          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1770          */
1771         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1772                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1773                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1774                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1775                 rdp->qlen_lazy = 0;
1776                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1777         }
1778
1779         /*
1780          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1781          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1782          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1783          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1784          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1785          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1786          * we just reset the whole thing later on.
1787          */
1788         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1789                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1790                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1791                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1792         }
1793
1794         /*
1795          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1796          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1797          * required to pass though another grace period: They are done.
1798          */
1799         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1800                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1801                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1802         }
1803
1804         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1805         init_callback_list(rdp);
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1810  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1811  */
1812 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1813 {
1814         int i;
1815         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1816
1817         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1818         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1819                 return;
1820
1821         /* Do the accounting first. */
1822         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1823         rdp->qlen += rsp->qlen;
1824         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1825         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1826                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1827         rsp->qlen_lazy = 0;
1828         rsp->qlen = 0;
1829
1830         /*
1831          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1832          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1833          * we are the task doing the rcu_barrier().
1834          */
1835
1836         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1837         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1838                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1839                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1840                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1841                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1842                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1843                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1844                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1845         }
1846
1847         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1848         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1849                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1850                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1851                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1852                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1853         }
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1858  */
1859 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1860 {
1861         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1862         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1863         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1864
1865         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1866         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1867                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1868                                TPS("cpuofl"));
1869 }
1870
1871 /*
1872  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1873  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1874  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1875  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1876  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1877  */
1878 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1879 {
1880         unsigned long flags;
1881         unsigned long mask;
1882         int need_report = 0;
1883         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1884         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1885
1886         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1887         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1888
1889         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1890
1891         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1892         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1893         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1894
1895         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1896         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1897         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1898
1899         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1900         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1901         do {
1902                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1903                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1904                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1905                         if (rnp != rdp->mynode)
1906                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1907                         break;
1908                 }
1909                 if (rnp == rdp->mynode)
1910                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1911                 else
1912                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1913                 mask = rnp->grpmask;
1914                 rnp = rnp->parent;
1915         } while (rnp != NULL);
1916
1917         /*
1918          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1919          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1920          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1921          * held leads to deadlock.
1922          */
1923         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1924         rnp = rdp->mynode;
1925         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1926                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1927         else
1928                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1929         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1930                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1931         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1932                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1933                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1934         init_callback_list(rdp);
1935         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1936         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1937         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1938 }
1939
1940 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1941
1942 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1943 {
1944 }
1945
1946 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1947 {
1948 }
1949
1950 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1951
1952 /*
1953  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1954  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1955  */
1956 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1957 {
1958         unsigned long flags;
1959         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1960         long bl, count, count_lazy;
1961         int i;
1962
1963         /* If no callbacks are ready, just return. */
1964         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1965                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1966                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1967                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1968                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1969                 return;
1970         }
1971
1972         /*
1973          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1974          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1975          */
1976         local_irq_save(flags);
1977         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1978         bl = rdp->blimit;
1979         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1980         list = rdp->nxtlist;
1981         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1982         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1983         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1984         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1985                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1986                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1987         local_irq_restore(flags);
1988
1989         /* Invoke callbacks. */
1990         count = count_lazy = 0;
1991         while (list) {
1992                 next = list->next;
1993                 prefetch(next);
1994                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1995                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1996                         count_lazy++;
1997                 list = next;
1998                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1999                 if (++count >= bl &&
2000                     (need_resched() ||
2001                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2002                         break;
2003         }
2004
2005         local_irq_save(flags);
2006         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2007                             is_idle_task(current),
2008                             rcu_is_callbacks_kthread());
2009
2010         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2011         if (list != NULL) {
2012                 *tail = rdp->nxtlist;
2013                 rdp->nxtlist = list;
2014                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2015                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2016                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2017                         else
2018                                 break;
2019         }
2020         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2021         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2022         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2023         rdp->n_cbs_invoked += count;
2024
2025         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2026         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2027                 rdp->blimit = blimit;
2028
2029         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2030         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2031                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2032                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2033         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2034                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2035         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2036
2037         local_irq_restore(flags);
2038
2039         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2040         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2041                 invoke_rcu_core();
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2046  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2047  * Also schedule RCU core processing.
2048  *
2049  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2050  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2051  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2052  */
2053 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2054 {
2055         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2056         increment_cpu_stall_ticks();
2057         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2058
2059                 /*
2060                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2061                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2062                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2063                  * a quiescent state, so note it.
2064                  *
2065                  * No memory barrier is required here because both
2066                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2067                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2068                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2069                  */
2070
2071                 rcu_sched_qs(cpu);
2072                 rcu_bh_qs(cpu);
2073
2074         } else if (!in_softirq()) {
2075
2076                 /*
2077                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2078                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2079                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2080                  * critical section, so note it.
2081                  */
2082
2083                 rcu_bh_qs(cpu);
2084         }
2085         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2086         if (rcu_pending(cpu))
2087                 invoke_rcu_core();
2088         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2093  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2094  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2095  *
2096  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2097  */
2098 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2099                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2100                                   unsigned long *maxj),
2101                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2102 {
2103         unsigned long bit;
2104         int cpu;
2105         unsigned long flags;
2106         unsigned long mask;
2107         struct rcu_node *rnp;
2108
2109         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2110                 cond_resched();
2111                 mask = 0;
2112                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2113                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2114                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2115                         return;
2116                 }
2117                 if (rnp->qsmask == 0) {
2118                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2119                         continue;
2120                 }
2121                 cpu = rnp->grplo;
2122                 bit = 1;
2123                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2124                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2125                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2126                                         *isidle = 0;
2127                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2128                                         mask |= bit;
2129                         }
2130                 }
2131                 if (mask != 0) {
2132
2133                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2134                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2135                         continue;
2136                 }
2137                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2138         }
2139         rnp = rcu_get_root(rsp);
2140         if (rnp->qsmask == 0) {
2141                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2142                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2143         }
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2148  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2149  */
2150 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2151 {
2152         unsigned long flags;
2153         bool ret;
2154         struct rcu_node *rnp;
2155         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2156
2157         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2158         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2159         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2160                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2161                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2162                 if (rnp_old != NULL)
2163                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2164                 if (ret) {
2165                         rsp->n_force_qs_lh++;
2166                         return;
2167                 }
2168                 rnp_old = rnp;
2169         }
2170         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2171
2172         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2173         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2174         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2175         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2176                 rsp->n_force_qs_lh++;
2177                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2178                 return;  /* Someone beat us to it. */
2179         }
2180         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2181         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2182         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2183 }
2184
2185 /*
2186  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2187  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2188  * whom the rdp belongs.
2189  */
2190 static void
2191 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2192 {
2193         unsigned long flags;
2194         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2195
2196         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2197
2198         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2199         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2200
2201         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2202         local_irq_save(flags);
2203         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2204                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2205                 rcu_start_gp(rsp);
2206                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2207         } else {
2208                 local_irq_restore(flags);
2209         }
2210
2211         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2212         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2213                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Do RCU core processing for the current CPU.
2218  */
2219 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2220 {
2221         struct rcu_state *rsp;
2222
2223         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2224                 return;
2225         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2226         for_each_rcu_flavor(rsp)
2227                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2228         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2233  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2234  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2235  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2236  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2237  */
2238 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2239 {
2240         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2241                 return;
2242         if (likely(!rsp->boost)) {
2243                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2244                 return;
2245         }
2246         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2247 }
2248
2249 static void invoke_rcu_core(void)
2250 {
2251         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2252                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2257  */
2258 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2259                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2260 {
2261         /*
2262          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2263          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2264          */
2265         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2266                 invoke_rcu_core();
2267
2268         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2269         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2270                 return;
2271
2272         /*
2273          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2274          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2275          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2276          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2277          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2278          */
2279         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2280
2281                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2282                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2283
2284                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2285                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2286                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2287
2288                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2289                         rcu_start_gp(rsp);
2290                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2291                 } else {
2292                         /* Give the grace period a kick. */
2293                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2294                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2295                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2296                                 force_quiescent_state(rsp);
2297                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2298                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2299                 }
2300         }
2301 }
2302
2303 /*
2304  * RCU callback function to leak a callback.
2305  */
2306 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2307 {
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2312  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2313  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2314  * is expected to specify a CPU.
2315  */
2316 static void
2317 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2318            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2319 {
2320         unsigned long flags;
2321         struct rcu_data *rdp;
2322
2323         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2324         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2325                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2326                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2327                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2328                 return;
2329         }
2330         head->func = func;
2331         head->next = NULL;
2332
2333         /*
2334          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2335          * Note that we might see a beginning right after we see an
2336          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2337          * a quiescent state betweentimes.
2338          */
2339         local_irq_save(flags);
2340         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2341
2342         /* Add the callback to our list. */
2343         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2344                 int offline;
2345
2346                 if (cpu != -1)
2347                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2348                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2349                 WARN_ON_ONCE(offline);
2350                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2351                 local_irq_restore(flags);
2352                 return;
2353         }
2354         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2355         if (lazy)
2356                 rdp->qlen_lazy++;
2357         else
2358                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2359         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2360         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2361         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2362
2363         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2364                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2365                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2366         else
2367                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2368
2369         /* Go handle any RCU core processing required. */
2370         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2371         local_irq_restore(flags);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2376  */
2377 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2378 {
2379         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2382
2383 /*
2384  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2385  */
2386 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2387 {
2388         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2391
2392 /*
2393  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2394  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2395  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2396  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2397  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2398  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2399  * some overhead: RCU still operates correctly.
2400  */
2401 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2402 {
2403         int ret;
2404
2405         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2406         preempt_disable();
2407         ret = num_online_cpus() <= 1;
2408         preempt_enable();
2409         return ret;
2410 }
2411
2412 /**
2413  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2414  *
2415  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2416  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2417  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2418  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2419  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2420  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2421  * rcu_read_lock_sched().
2422  *
2423  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2424  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2425  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2426  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2427  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2428  *
2429  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2430  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2431  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2432  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2433  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2434  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2435  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2436  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2437  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2438  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2439  * that are executing in the kernel.
2440  *
2441  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2442  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2443  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2444  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2445  * again only if the system has more than one CPU).
2446  *
2447  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2448  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2449  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2450  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2451  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2452  */
2453 void synchronize_sched(void)
2454 {
2455         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2456                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2457                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2458                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2459         if (rcu_blocking_is_gp())
2460                 return;
2461         if (rcu_expedited)
2462                 synchronize_sched_expedited();
2463         else
2464                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2465 }
2466 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2467
2468 /**
2469  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2470  *
2471  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2472  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2473  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2474  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2475  * and may be nested.
2476  *
2477  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2478  * on memory ordering guarantees.
2479  */
2480 void synchronize_rcu_bh(void)
2481 {
2482         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2483                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2484                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2485                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2486         if (rcu_blocking_is_gp())
2487                 return;
2488         if (rcu_expedited)
2489                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2490         else
2491                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2492 }
2493 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2494
2495 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2496 {
2497         /*
2498          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2499          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2500          * time that it returns.
2501          *
2502          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2503          * above condition is already met when the control reaches
2504          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2505          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2506          * robustness against future implementation changes.
2507          */
2508         smp_mb(); /* See above comment block. */
2509         return 0;
2510 }
2511
2512 /**
2513  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2514  *
2515  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2516  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2517  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2518  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2519  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2520  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2521  * synchronize_sched() instead.
2522  *
2523  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2524  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2525  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2526  * these restriction will result in deadlock.
2527  *
2528  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2529  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2530  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2531  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2532  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2533  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2534  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2535  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2536  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2537  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2538  *
2539  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2540  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2541  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2542  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2543  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2544  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2545  * doing our work for us.
2546  *
2547  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2548  */
2549 void synchronize_sched_expedited(void)
2550 {
2551         long firstsnap, s, snap;
2552         int trycount = 0;
2553         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2554
2555         /*
2556          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2557          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2558          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2559          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2560          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2561          * course be required on a 64-bit system.
2562          */
2563         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2564                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2565                          ULONG_MAX / 8)) {
2566                 synchronize_sched();
2567                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2568                 return;
2569         }
2570
2571         /*
2572          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2573          * full memory barrier.
2574          */
2575         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2576         firstsnap = snap;
2577         get_online_cpus();
2578         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2579
2580         /*
2581          * Each pass through the following loop attempts to force a
2582          * context switch on each CPU.
2583          */
2584         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2585                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2586                              NULL) == -EAGAIN) {
2587                 put_online_cpus();
2588                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2589
2590                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2591                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2592                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2593                         /* ensure test happens before caller kfree */
2594                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2595                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2596                         return;
2597                 }
2598
2599                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2600                 if (trycount++ < 10) {
2601                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2602                 } else {
2603                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2604                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2605                         return;
2606                 }
2607
2608                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2609                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2610                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2611                         /* ensure test happens before caller kfree */
2612                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2613                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2614                         return;
2615                 }
2616
2617                 /*
2618                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2619                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2620                  * after they started, so our grace period works for them,
2621                  * and they started after our first try, so their grace
2622                  * period works for us.
2623                  */
2624                 get_online_cpus();
2625                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2626                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2627         }
2628         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2629
2630         /*
2631          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2632          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2633          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2634          * than we did already did their update.
2635          */
2636         do {
2637                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2638                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2639                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2640                         /* ensure test happens before caller kfree */
2641                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2642                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2643                         break;
2644                 }
2645         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2646         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2647
2648         put_online_cpus();
2649 }
2650 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2651
2652 /*
2653  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2654  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2655  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2656  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2657  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2658  */
2659 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2660 {
2661         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2662
2663         rdp->n_rcu_pending++;
2664
2665         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2666         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2667
2668         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2669         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2670             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2671                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2672         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2673                 rdp->n_rp_report_qs++;
2674                 return 1;
2675         }
2676
2677         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2678         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2679                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2680                 return 1;
2681         }
2682
2683         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2684         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2685                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2686                 return 1;
2687         }
2688
2689         /* Has another RCU grace period completed?  */
2690         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2691                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2692                 return 1;
2693         }
2694
2695         /* Has a new RCU grace period started? */
2696         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2697                 rdp->n_rp_gp_started++;
2698                 return 1;
2699         }
2700
2701         /* nothing to do */
2702         rdp->n_rp_need_nothing++;
2703         return 0;
2704 }
2705
2706 /*
2707  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2708  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2709  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2710  */
2711 static int rcu_pending(int cpu)
2712 {
2713         struct rcu_state *rsp;
2714
2715         for_each_rcu_flavor(rsp)
2716                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2717                         return 1;
2718         return 0;
2719 }
2720
2721 /*
2722  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2723  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2724  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2725  */
2726 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2727 {
2728         bool al = true;
2729         bool hc = false;
2730         struct rcu_data *rdp;
2731         struct rcu_state *rsp;
2732
2733         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2734                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2735                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2736                         al = false;
2737                 if (rdp->nxtlist)
2738                         hc = true;
2739         }
2740         if (all_lazy)
2741                 *all_lazy = al;
2742         return hc;
2743 }
2744
2745 /*
2746  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2747  * the compiler is expected to optimize this away.
2748  */
2749 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2750                                int cpu, unsigned long done)
2751 {
2752         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2753                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2754 }
2755
2756 /*
2757  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2758  * up the task executing _rcu_barrier().
2759  */
2760 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2761 {
2762         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2763         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2764
2765         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2766                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2767                 complete(&rsp->barrier_completion);
2768         } else {
2769                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2770         }
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2775  */
2776 static void rcu_barrier_func(void *type)
2777 {
2778         struct rcu_state *rsp = type;
2779         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2780
2781         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2782         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2783         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2784 }
2785
2786 /*
2787  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2788  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2789  */
2790 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2791 {
2792         int cpu;
2793         struct rcu_data *rdp;
2794         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2795         unsigned long snap_done;
2796
2797         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2798
2799         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2800         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2801
2802         /*
2803          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2804          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2805          */
2806         smp_mb();  /* See above block comment. */
2807
2808         /*
2809          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2810          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2811          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2812          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2813          */
2814         snap_done = rsp->n_barrier_done;
2815         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2816
2817         /*
2818          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
2819          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
2820          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
2821          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
2822          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
2823          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
2824          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
2825          * this for us (thank you, Linus!).
2826          */
2827         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
2828                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2829                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2830                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2831                 return;
2832         }
2833
2834         /*
2835          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2836          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2837          * the increment to precede the early-exit check.
2838          */
2839         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2840         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2841         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2842         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2843
2844         /*
2845          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2846          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2847          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2848          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2849          */
2850         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2851         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2852         get_online_cpus();
2853
2854         /*
2855          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2856          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2857          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2858          */
2859         for_each_possible_cpu(cpu) {
2860                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2861                         continue;
2862                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2863                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2864                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2865                                            rsp->n_barrier_done);
2866                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2867                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2868                                    rsp, cpu, 0);
2869                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2870                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2871                                            rsp->n_barrier_done);
2872                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2873                 } else {
2874                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2875                                            rsp->n_barrier_done);
2876                 }
2877         }
2878         put_online_cpus();
2879
2880         /*
2881          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2882          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2883          */
2884         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2885                 complete(&rsp->barrier_completion);
2886
2887         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2888         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2889         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2890         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2891         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2892         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2893
2894         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2895         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2896
2897         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2898         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2899 }
2900
2901 /**
2902  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2903  */
2904 void rcu_barrier_bh(void)
2905 {
2906         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2907 }
2908 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2909
2910 /**
2911  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2912  */
2913 void rcu_barrier_sched(void)
2914 {
2915         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2916 }
2917 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2918
2919 /*
2920  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2921  */
2922 static void __init
2923 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2924 {
2925         unsigned long flags;
2926         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2927         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2928
2929         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2930         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2931         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2932         init_callback_list(rdp);
2933         rdp->qlen_lazy = 0;
2934         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2935         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2936         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2937         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2938         rdp->cpu = cpu;
2939         rdp->rsp = rsp;
2940         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2941         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2942 }
2943
2944 /*
2945  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2946  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2947  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2948  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2949  */
2950 static void
2951 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2952 {
2953         unsigned long flags;
2954         unsigned long mask;
2955         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2956         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2957
2958         /* Exclude new grace periods. */
2959         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2960
2961         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2962         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2963         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2964         rdp->preemptible = preemptible;
2965         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2966         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2967         rdp->blimit = blimit;
2968         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2969         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2970         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
2971         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2972                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2973         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2974
2975         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2976         rnp = rdp->mynode;
2977         mask = rdp->grpmask;
2978         do {
2979                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2980                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2981                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2982                 mask = rnp->grpmask;
2983                 if (rnp == rdp->mynode) {
2984                         /*
2985                          * If there is a grace period in progress, we will
2986                          * set up to wait for it next time we run the
2987                          * RCU core code.
2988                          */
2989                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2990                         rdp->completed = rnp->completed;
2991                         rdp->passed_quiesce = 0;
2992                         rdp->qs_pending = 0;
2993                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
2994                 }
2995                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2996                 rnp = rnp->parent;
2997         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2998         local_irq_restore(flags);
2999
3000         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3001 }
3002
3003 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3004 {
3005         struct rcu_state *rsp;
3006
3007         for_each_rcu_flavor(rsp)
3008                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3009                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Handle CPU online/offline notification events.
3014  */
3015 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3016                                     unsigned long action, void *hcpu)
3017 {
3018         long cpu = (long)hcpu;
3019         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3020         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3021         struct rcu_state *rsp;
3022
3023         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3024         switch (action) {
3025         case CPU_UP_PREPARE:
3026         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3027                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3028                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3029                 break;
3030         case CPU_ONLINE:
3031         case CPU_DOWN_FAILED:
3032                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3033                 break;
3034         case CPU_DOWN_PREPARE:
3035                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3036                 break;
3037         case CPU_DYING:
3038         case CPU_DYING_FROZEN:
3039                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3040                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3041                 break;
3042         case CPU_DEAD:
3043         case CPU_DEAD_FROZEN:
3044         case CPU_UP_CANCELED:
3045         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3046                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3047                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3048                 break;
3049         default:
3050                 break;
3051         }
3052         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3053         return NOTIFY_OK;
3054 }
3055
3056 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3057                          unsigned long action, void *hcpu)
3058 {
3059         switch (action) {
3060         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3061         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3062                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3063                         rcu_expedited = 1;
3064                 break;
3065         case PM_POST_HIBERNATION:
3066         case PM_POST_SUSPEND:
3067                 rcu_expedited = 0;
3068                 break;
3069         default:
3070                 break;
3071         }
3072         return NOTIFY_OK;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3077  */
3078 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3079 {
3080         unsigned long flags;
3081         struct rcu_node *rnp;
3082         struct rcu_state *rsp;
3083         struct task_struct *t;
3084
3085         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3086                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3087                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3088                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3089                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3090                 rsp->gp_kthread = t;
3091                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3092                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3093         }
3094         return 0;
3095 }
3096 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3097
3098 /*
3099  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3100  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3101  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3102  * task is booting the system).  After this function is called, the
3103  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3104  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3105  */
3106 void rcu_scheduler_starting(void)
3107 {
3108         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3109         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3110         rcu_scheduler_active = 1;
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3115  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3116  */
3117 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3118 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3119 {
3120         int i;
3121
3122         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3123                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3124         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3125 }
3126 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3127 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3128 {
3129         int ccur;
3130         int cprv;
3131         int i;
3132
3133         cprv = nr_cpu_ids;
3134         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3135                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3136                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3137                 cprv = ccur;
3138         }
3139 }
3140 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3141
3142 /*
3143  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3144  */
3145 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3146                 struct rcu_data __percpu *rda)
3147 {
3148         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3149                                "rcu_node_1",
3150                                "rcu_node_2",
3151                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3152         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3153                                "rcu_node_fqs_1",
3154                                "rcu_node_fqs_2",
3155                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3156         int cpustride = 1;
3157         int i;
3158         int j;
3159         struct rcu_node *rnp;
3160
3161         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3162
3163         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3164         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3165                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3166
3167         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3168
3169         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3170                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3171         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3172                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3173         rcu_init_levelspread(rsp);
3174
3175         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3176
3177         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3178                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3179                 rnp = rsp->level[i];
3180                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3181                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3182                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3183                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3184                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3185                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3186                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3187                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3188                         rnp->completed = rsp->completed;
3189                         rnp->qsmask = 0;
3190                         rnp->qsmaskinit = 0;
3191                         rnp->grplo = j * cpustride;
3192                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3193                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3194                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3195                         if (i == 0) {
3196                                 rnp->grpnum = 0;
3197                                 rnp->grpmask = 0;
3198                                 rnp->parent = NULL;
3199                         } else {
3200                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3201                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3202                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3203                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3204                         }
3205                         rnp->level = i;
3206                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3207                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3208                 }
3209         }
3210
3211         rsp->rda = rda;
3212         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3213         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3214         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3215         for_each_possible_cpu(i) {
3216                 while (i > rnp->grphi)
3217                         rnp++;
3218                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3219                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3220         }
3221         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3226  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3227  * the ->node array in the rcu_state structure.
3228  */
3229 static void __init rcu_init_geometry(void)
3230 {
3231         ulong d;
3232         int i;
3233         int j;
3234         int n = nr_cpu_ids;
3235         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3236
3237         /*
3238          * Initialize any unspecified boot parameters.
3239          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3240          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3241          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3242          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3243          */
3244         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3245         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3246                 jiffies_till_first_fqs = d;
3247         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3248                 jiffies_till_next_fqs = d;
3249
3250         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3251         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3252             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3253                 return;
3254
3255         /*
3256          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3257          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3258          * some of the arithmetic easier.
3259          */
3260         rcu_capacity[0] = 1;
3261         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3262         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3263                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3264
3265         /*
3266          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3267          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3268          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3269          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3270          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3271          * compile-time values if these limits are exceeded.
3272          */
3273         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3274             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3275             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3276                 WARN_ON(1);
3277                 return;
3278         }
3279
3280         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3281         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3282                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3283                         for (j = 0; j <= i; j++)
3284                                 num_rcu_lvl[j] =
3285                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3286                         rcu_num_lvls = i;
3287                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3288                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3289                         break;
3290                 }
3291
3292         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3293         rcu_num_nodes = 0;
3294         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3295                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3296         rcu_num_nodes -= n;
3297 }
3298
3299 void __init rcu_init(void)
3300 {
3301         int cpu;
3302
3303         rcu_bootup_announce();
3304         rcu_init_geometry();
3305         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3306         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3307         __rcu_init_preempt();
3308         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3309
3310         /*
3311          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3312          * this is called early in boot, before either interrupts
3313          * or the scheduler are operational.
3314          */
3315         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3316         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3317         for_each_online_cpu(cpu)
3318                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3319 }
3320
3321 #include "rcutree_plugin.h"