e4ce6b778eb01e8a44fcb32ea49c0af29c798598
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, 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/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include <trace/events/rcu.h>
62
63 #include "rcu.h"
64
65 MODULE_ALIAS("rcutree");
66 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
68 #endif
69 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
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 static 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         struct rcu_state *rsp;
373         struct rcu_data *rdp;
374
375         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
376         if (!user && !is_idle_task(current)) {
377                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
378                         idle_task(smp_processor_id());
379
380                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
381                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
382                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
383                           current->pid, current->comm,
384                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
385         }
386         for_each_rcu_flavor(rsp) {
387                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
388                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
389         }
390         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
391         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
392         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
393         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
394         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
395         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
396
397         /*
398          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
399          * in an RCU read-side critical section.
400          */
401         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
402                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
403         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
404                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
405         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
406                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
407 }
408
409 /*
410  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
411  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
412  */
413 static void rcu_eqs_enter(bool user)
414 {
415         long long oldval;
416         struct rcu_dynticks *rdtp;
417
418         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
419         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
420         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
421         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
422                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
423                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
424         } else {
425                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
426         }
427 }
428
429 /**
430  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
431  *
432  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
433  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
434  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
435  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
436  *
437  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
438  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
439  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
440  */
441 void rcu_idle_enter(void)
442 {
443         unsigned long flags;
444
445         local_irq_save(flags);
446         rcu_eqs_enter(false);
447         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
448         local_irq_restore(flags);
449 }
450 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
451
452 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
453 /**
454  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
455  *
456  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
457  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
458  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
459  * when the CPU runs in userspace.
460  */
461 void rcu_user_enter(void)
462 {
463         rcu_eqs_enter(1);
464 }
465 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
466
467 /**
468  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
469  *
470  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
471  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
472  * sections can occur.
473  *
474  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
475  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
476  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
477  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
478  *
479  * Use things like work queues to work around this limitation.
480  *
481  * You have been warned.
482  */
483 void rcu_irq_exit(void)
484 {
485         unsigned long flags;
486         long long oldval;
487         struct rcu_dynticks *rdtp;
488
489         local_irq_save(flags);
490         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
491         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
492         rdtp->dynticks_nesting--;
493         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
494         if (rdtp->dynticks_nesting)
495                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
496         else
497                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
498         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
499         local_irq_restore(flags);
500 }
501
502 /*
503  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
504  *
505  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
506  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
507  * The caller must have disabled interrupts.
508  */
509 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
510                                int user)
511 {
512         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
513         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
514         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
515         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
516         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
517         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
518         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
519         if (!user && !is_idle_task(current)) {
520                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
521                         idle_task(smp_processor_id());
522
523                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
524                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
525                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
526                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
527                           current->pid, current->comm,
528                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
529         }
530 }
531
532 /*
533  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
534  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
535  */
536 static void rcu_eqs_exit(bool user)
537 {
538         struct rcu_dynticks *rdtp;
539         long long oldval;
540
541         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
542         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
543         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
544         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
545                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
546         } else {
547                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
548                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
549         }
550 }
551
552 /**
553  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
554  *
555  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
556  * read-side critical sections can occur.
557  *
558  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
559  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
560  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
561  * now starting.
562  */
563 void rcu_idle_exit(void)
564 {
565         unsigned long flags;
566
567         local_irq_save(flags);
568         rcu_eqs_exit(false);
569         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
570         local_irq_restore(flags);
571 }
572 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
573
574 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
575 /**
576  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
577  *
578  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
579  * run a RCU read side critical section anytime.
580  */
581 void rcu_user_exit(void)
582 {
583         rcu_eqs_exit(1);
584 }
585 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
586
587 /**
588  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
589  *
590  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
591  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
592  * sections can occur.
593  *
594  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
595  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
596  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
597  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
598  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
599  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
600  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
601  *
602  * Use things like work queues to work around this limitation.
603  *
604  * You have been warned.
605  */
606 void rcu_irq_enter(void)
607 {
608         unsigned long flags;
609         struct rcu_dynticks *rdtp;
610         long long oldval;
611
612         local_irq_save(flags);
613         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
614         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
615         rdtp->dynticks_nesting++;
616         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
617         if (oldval)
618                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
619         else
620                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
621         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
622         local_irq_restore(flags);
623 }
624
625 /**
626  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
627  *
628  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
629  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
630  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
631  */
632 void rcu_nmi_enter(void)
633 {
634         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
635
636         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
637             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
638                 return;
639         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
640         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
641         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
642         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
643         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
644         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
645 }
646
647 /**
648  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
649  *
650  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
651  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
652  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
653  */
654 void rcu_nmi_exit(void)
655 {
656         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
657
658         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
659             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
660                 return;
661         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
662         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
663         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
664         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
665         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
666 }
667
668 /**
669  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
670  *
671  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
672  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
673  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
674  * least disabled preemption.
675  */
676 bool notrace __rcu_is_watching(void)
677 {
678         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
679 }
680
681 /**
682  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
683  *
684  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
685  * or NMI handler, return true.
686  */
687 bool notrace rcu_is_watching(void)
688 {
689         int ret;
690
691         preempt_disable();
692         ret = __rcu_is_watching();
693         preempt_enable();
694         return ret;
695 }
696 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
697
698 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
699
700 /*
701  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
702  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
703  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
704  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
705  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
706  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
707  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
708  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
709  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
710  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
711  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
712  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
713  * notifiers.
714  *
715  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
716  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
717  *
718  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
719  * errors from NMI handlers anyway.
720  */
721 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
722 {
723         struct rcu_data *rdp;
724         struct rcu_node *rnp;
725         bool ret;
726
727         if (in_nmi())
728                 return true;
729         preempt_disable();
730         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
731         rnp = rdp->mynode;
732         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
733               !rcu_scheduler_fully_active;
734         preempt_enable();
735         return ret;
736 }
737 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
738
739 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
740
741 /**
742  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
743  *
744  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
745  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
746  * disabled preemption.
747  */
748 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
749 {
750         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
751 }
752
753 /*
754  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
755  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
756  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
757  */
758 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
759                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
760 {
761         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
762         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
763         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
764 }
765
766 /*
767  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
768  * that context switches can allow the state machine to make progress.
769  */
770 extern void resched_cpu(int cpu);
771
772 /*
773  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
774  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
775  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
776  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
777  */
778 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
779                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
780 {
781         unsigned int curr;
782         unsigned int snap;
783
784         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
785         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
786
787         /*
788          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
789          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
790          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
791          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
792          * read-side critical section that started before the beginning
793          * of the current RCU grace period.
794          */
795         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
796                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
797                 rdp->dynticks_fqs++;
798                 return 1;
799         }
800
801         /*
802          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
803          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
804          * state: If we see it offline even once, it has been through a
805          * quiescent state.
806          *
807          * The reason for insisting that the grace period be at least
808          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
809          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
810          * sections.
811          */
812         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
813                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
814         barrier();
815         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
816                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
817                 rdp->offline_fqs++;
818                 return 1;
819         }
820
821         /*
822          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
823          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
824          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
825          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
826          * CPU is in this state.
827          */
828         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
829
830         /*
831          * Alternatively, the CPU might be running in the kernel
832          * for an extended period of time without a quiescent state.
833          * Attempt to force the CPU through the scheduler to gain the
834          * needed quiescent state, but only if the grace period has gone
835          * on for an uncommonly long time.  If there are many stuck CPUs,
836          * we will beat on the first one until it gets unstuck, then move
837          * to the next.  Only do this for the primary flavor of RCU.
838          */
839         if (rdp->rsp == rcu_state &&
840             ULONG_CMP_GE(ACCESS_ONCE(jiffies), rdp->rsp->jiffies_resched)) {
841                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5;
842                 resched_cpu(rdp->cpu);
843         }
844
845         return 0;
846 }
847
848 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
849 {
850         unsigned long j = ACCESS_ONCE(jiffies);
851         unsigned long j1;
852
853         rsp->gp_start = j;
854         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
855         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
856         rsp->jiffies_stall = j + j1;
857         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
858 }
859
860 /*
861  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
862  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
863  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
864  * printed by the target CPU.
865  */
866 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
867 {
868         int cpu;
869         unsigned long flags;
870         struct rcu_node *rnp;
871
872         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
873                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
874                 if (rnp->qsmask != 0) {
875                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
876                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
877                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
878                 }
879                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
880         }
881 }
882
883 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
884 {
885         int cpu;
886         long delta;
887         unsigned long flags;
888         int ndetected = 0;
889         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
890         long totqlen = 0;
891
892         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
893
894         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
895         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
896         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
897                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
898                 return;
899         }
900         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
901         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
902
903         /*
904          * OK, time to rat on our buddy...
905          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
906          * RCU CPU stall warnings.
907          */
908         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
909                rsp->name);
910         print_cpu_stall_info_begin();
911         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
912                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
913                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
914                 if (rnp->qsmask != 0) {
915                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
916                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
917                                         print_cpu_stall_info(rsp,
918                                                              rnp->grplo + cpu);
919                                         ndetected++;
920                                 }
921                 }
922                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
923         }
924
925         /*
926          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
927          * due to CPU offlining.
928          */
929         rnp = rcu_get_root(rsp);
930         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
931         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
932         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
933
934         print_cpu_stall_info_end();
935         for_each_possible_cpu(cpu)
936                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
937         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
938                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
939                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
940         if (ndetected == 0)
941                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
942         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
943                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
944
945         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
946
947         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
948
949         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
950 }
951
952 /*
953  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
954  * that context switches can allow the state machine to make progress.
955  */
956 extern void resched_cpu(int cpu);
957
958 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
959 {
960         int cpu;
961         unsigned long flags;
962         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
963         long totqlen = 0;
964
965         /*
966          * OK, time to rat on ourselves...
967          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
968          * RCU CPU stall warnings.
969          */
970         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
971         print_cpu_stall_info_begin();
972         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
973         print_cpu_stall_info_end();
974         for_each_possible_cpu(cpu)
975                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
976         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
977                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
978         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
979                 dump_stack();
980
981         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
982         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
983                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
984                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
985         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
986
987         /*
988          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
989          *
990          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
991          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
992          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
993          */
994         resched_cpu(smp_processor_id());
995 }
996
997 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
998 {
999         unsigned long completed;
1000         unsigned long gpnum;
1001         unsigned long gps;
1002         unsigned long j;
1003         unsigned long js;
1004         struct rcu_node *rnp;
1005
1006         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1007                 return;
1008         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
1009
1010         /*
1011          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1012          *
1013          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1014          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1015          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1016          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1017          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1018          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1019          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1020          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1021          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1022          * from rsp->gpnum.
1023          *
1024          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1025          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1026          */
1027         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1028         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1029         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1030         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1031         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1032         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1033         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1034         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1035             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1036             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1037                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1038         rnp = rdp->mynode;
1039         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1040             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1041
1042                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1043                 print_cpu_stall(rsp);
1044
1045         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1046                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1047
1048                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1049                 print_other_cpu_stall(rsp);
1050         }
1051 }
1052
1053 /**
1054  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1055  *
1056  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1057  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1058  * RCU grace periods.
1059  *
1060  * The caller must disable hard irqs.
1061  */
1062 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1063 {
1064         struct rcu_state *rsp;
1065
1066         for_each_rcu_flavor(rsp)
1067                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1072  */
1073 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1074 {
1075         int i;
1076
1077         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1078                 return;
1079         rdp->nxtlist = NULL;
1080         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1081                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1086  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1087  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1088  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1089  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1090  *
1091  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1092  */
1093 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1094                                        struct rcu_node *rnp)
1095 {
1096         /*
1097          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1098          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1099          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1100          * period might have started, but just not yet gotten around
1101          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1102          */
1103         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1104                 return rnp->completed + 1;
1105
1106         /*
1107          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1108          * then the subsequent full grace period.
1109          */
1110         return rnp->completed + 2;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1115  * rcu_nocb_wait_gp().
1116  */
1117 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1118                                 unsigned long c, const char *s)
1119 {
1120         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1121                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1122                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1127  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1128  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1129  *
1130  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1131  */
1132 static unsigned long __maybe_unused
1133 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1134 {
1135         unsigned long c;
1136         int i;
1137         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1138
1139         /*
1140          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1141          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1142          */
1143         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1144         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1145         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1146                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1147                 return c;
1148         }
1149
1150         /*
1151          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1152          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1153          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1154          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1155          * need to explicitly start one.
1156          */
1157         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1158             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1159                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1160                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1161                 return c;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1166          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1167          * start one (if needed).
1168          */
1169         if (rnp != rnp_root) {
1170                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1171                 smp_mb__after_unlock_lock();
1172         }
1173
1174         /*
1175          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1176          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1177          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1178          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1179          */
1180         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1181         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1182                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1183                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1184
1185         /*
1186          * If the needed for the required grace period is already
1187          * recorded, trace and leave.
1188          */
1189         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1190                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1191                 goto unlock_out;
1192         }
1193
1194         /* Record the need for the future grace period. */
1195         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1196
1197         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1198         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1199                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1200         } else {
1201                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1202                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1203         }
1204 unlock_out:
1205         if (rnp != rnp_root)
1206                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1207         return c;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1212  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1213  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1214  * waiting for this grace period to complete.
1215  */
1216 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1217 {
1218         int c = rnp->completed;
1219         int needmore;
1220         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1221
1222         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1223         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1224         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1225         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1226                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1227         return needmore;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1232  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1233  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1234  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1235  * a kthread that has not yet been created.
1236  */
1237 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1238 {
1239         if (current == rsp->gp_kthread ||
1240             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1241             !rsp->gp_kthread)
1242                 return;
1243         wake_up(&rsp->gp_wq);
1244 }
1245
1246 /*
1247  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1248  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1249  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1250  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1251  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1252  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1253  * not hurt to call it repeatedly.
1254  *
1255  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1256  */
1257 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1258                                struct rcu_data *rdp)
1259 {
1260         unsigned long c;
1261         int i;
1262
1263         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1264         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1265                 return;
1266
1267         /*
1268          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1269          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1270          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1271          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1272          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1273          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1274          *
1275          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1276          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1277          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1278          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1279          * been assigned a ->completed number.
1280          */
1281         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1282         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1283                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1284                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1285                         break;
1286
1287         /*
1288          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1289          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1290          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1291          * be grouped into.
1292          */
1293         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1294                 return;
1295
1296         /*
1297          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1298          * full grace period and group them all in the sublist initially
1299          * indexed by "i".
1300          */
1301         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1302                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1303                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1304         }
1305         /* Record any needed additional grace periods. */
1306         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1307
1308         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1309         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1310                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1311         else
1312                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1317  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1318  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1319  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1320  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1321  *
1322  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1323  */
1324 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1325                             struct rcu_data *rdp)
1326 {
1327         int i, j;
1328
1329         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1330         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1331                 return;
1332
1333         /*
1334          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1335          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1336          */
1337         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1338                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1339                         break;
1340                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1341         }
1342         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1343         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1344                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1345
1346         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1347         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1348                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1349                         break;
1350                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1351                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1352         }
1353
1354         /* Classify any remaining callbacks. */
1355         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1356 }
1357
1358 /*
1359  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1360  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1361  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1362  */
1363 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1364 {
1365         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1366         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1367
1368                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1369                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1370
1371         } else {
1372
1373                 /* Advance callbacks. */
1374                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1375
1376                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1377                 rdp->completed = rnp->completed;
1378                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1379         }
1380
1381         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1382                 /*
1383                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1384                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1385                  * go looking for one.
1386                  */
1387                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1388                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1389                 rdp->passed_quiesce = 0;
1390                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1391                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1392         }
1393 }
1394
1395 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1396 {
1397         unsigned long flags;
1398         struct rcu_node *rnp;
1399
1400         local_irq_save(flags);
1401         rnp = rdp->mynode;
1402         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1403              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1404             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1405                 local_irq_restore(flags);
1406                 return;
1407         }
1408         smp_mb__after_unlock_lock();
1409         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1410         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1415  */
1416 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1417 {
1418         struct rcu_data *rdp;
1419         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1420
1421         rcu_bind_gp_kthread();
1422         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1423         smp_mb__after_unlock_lock();
1424         if (rsp->gp_flags == 0) {
1425                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1426                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1427                 return 0;
1428         }
1429         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1430
1431         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1432                 /*
1433                  * Grace period already in progress, don't start another.
1434                  * Not supposed to be able to happen.
1435                  */
1436                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1437                 return 0;
1438         }
1439
1440         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1441         record_gp_stall_check_time(rsp);
1442         smp_wmb(); /* Record GP times before starting GP. */
1443         rsp->gpnum++;
1444         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1445         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1446
1447         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1448         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1449
1450         /*
1451          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1452          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1453          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1454          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1455          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1456          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1457          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1458          * CPU-hotplug operations.
1459          *
1460          * The grace period cannot complete until the initialization
1461          * process finishes, because this kthread handles both.
1462          */
1463         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1464                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1465                 smp_mb__after_unlock_lock();
1466                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1467                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1468                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1469                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1470                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1471                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1472                 if (rnp == rdp->mynode)
1473                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1474                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1475                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1476                                             rnp->level, rnp->grplo,
1477                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1478                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1479 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1480                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1481                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1482                         udelay(200);
1483 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1484                 cond_resched();
1485         }
1486
1487         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1488         return 1;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Do one round of quiescent-state forcing.
1493  */
1494 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1495 {
1496         int fqs_state = fqs_state_in;
1497         bool isidle = false;
1498         unsigned long maxj;
1499         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1500
1501         rsp->n_force_qs++;
1502         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1503                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1504                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1505                         isidle = 1;
1506                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1507                 }
1508                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1509                              &isidle, &maxj);
1510                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1511                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1512         } else {
1513                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1514                 isidle = 0;
1515                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1516         }
1517         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1518         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1519                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1520                 smp_mb__after_unlock_lock();
1521                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1522                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1523         }
1524         return fqs_state;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Clean up after the old grace period.
1529  */
1530 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1531 {
1532         unsigned long gp_duration;
1533         int nocb = 0;
1534         struct rcu_data *rdp;
1535         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1536
1537         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1538         smp_mb__after_unlock_lock();
1539         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1540         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1541                 rsp->gp_max = gp_duration;
1542
1543         /*
1544          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1545          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1546          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1547          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1548          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1549          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1550          */
1551         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1552
1553         /*
1554          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1555          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1556          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1557          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1558          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1559          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1560          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1561          */
1562         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1563                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1564                 smp_mb__after_unlock_lock();
1565                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1566                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1567                 if (rnp == rdp->mynode)
1568                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1569                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1570                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1571                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1572                 cond_resched();
1573         }
1574         rnp = rcu_get_root(rsp);
1575         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1576         smp_mb__after_unlock_lock();
1577         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1578
1579         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1580         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1581         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1582         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1583         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1584         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1585                 rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1586                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1587                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1588                                        TPS("newreq"));
1589         }
1590         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Body of kthread that handles grace periods.
1595  */
1596 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1597 {
1598         int fqs_state;
1599         int gf;
1600         unsigned long j;
1601         int ret;
1602         struct rcu_state *rsp = arg;
1603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1604
1605         for (;;) {
1606
1607                 /* Handle grace-period start. */
1608                 for (;;) {
1609                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1610                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1611                                                TPS("reqwait"));
1612                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1613                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1614                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1615                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1616                         if (rcu_gp_init(rsp))
1617                                 break;
1618                         cond_resched();
1619                         flush_signals(current);
1620                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1621                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1622                                                TPS("reqwaitsig"));
1623                 }
1624
1625                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1626                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1627                 j = jiffies_till_first_fqs;
1628                 if (j > HZ) {
1629                         j = HZ;
1630                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1631                 }
1632                 ret = 0;
1633                 for (;;) {
1634                         if (!ret)
1635                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1636                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1637                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1638                                                TPS("fqswait"));
1639                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1640                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1641                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1642                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1643                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1644                                         j);
1645                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1646                         /* If grace period done, leave loop. */
1647                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1648                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1649                                 break;
1650                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1651                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1652                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1653                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1654                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1655                                                        TPS("fqsstart"));
1656                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1657                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1658                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1659                                                        TPS("fqsend"));
1660                                 cond_resched();
1661                         } else {
1662                                 /* Deal with stray signal. */
1663                                 cond_resched();
1664                                 flush_signals(current);
1665                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1666                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1667                                                        TPS("fqswaitsig"));
1668                         }
1669                         j = jiffies_till_next_fqs;
1670                         if (j > HZ) {
1671                                 j = HZ;
1672                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1673                         } else if (j < 1) {
1674                                 j = 1;
1675                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1676                         }
1677                 }
1678
1679                 /* Handle grace-period end. */
1680                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1681         }
1682 }
1683
1684 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1685 {
1686         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1687
1688         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1689         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1694  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1695  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1696  *
1697  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1698  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1699  * quiescent state.
1700  */
1701 static void
1702 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1703                       struct rcu_data *rdp)
1704 {
1705         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1706                 /*
1707                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1708                  * task, this CPU does not need another grace period,
1709                  * or a grace period is already in progress.
1710                  * Either way, don't start a new grace period.
1711                  */
1712                 return;
1713         }
1714         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1715         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1716                                TPS("newreq"));
1717
1718         /*
1719          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1720          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1721          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1722          * up the running kthread.
1723          */
1724         if (current != rsp->gp_kthread)
1725                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1730  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1731  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1732  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1733  * that is encountered beforehand.
1734  */
1735 static void
1736 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1737 {
1738         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1739         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1740
1741         /*
1742          * If there is no grace period in progress right now, any
1743          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1744          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1745          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1746          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1747          * then start the grace period!
1748          */
1749         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1750         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1755  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1756  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1757  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1758  * is released before return.
1759  */
1760 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1761         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1762 {
1763         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1764         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1765         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1770  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1771  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1772  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1773  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1774  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1775  */
1776 static void
1777 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1778                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1779         __releases(rnp->lock)
1780 {
1781         struct rcu_node *rnp_c;
1782
1783         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1784         for (;;) {
1785                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1786
1787                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1788                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1789                         return;
1790                 }
1791                 rnp->qsmask &= ~mask;
1792                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1793                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1794                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1795                                                  !!rnp->gp_tasks);
1796                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1797
1798                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1799                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1800                         return;
1801                 }
1802                 mask = rnp->grpmask;
1803                 if (rnp->parent == NULL) {
1804
1805                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1806
1807                         break;
1808                 }
1809                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1810                 rnp_c = rnp;
1811                 rnp = rnp->parent;
1812                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1813                 smp_mb__after_unlock_lock();
1814                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1815         }
1816
1817         /*
1818          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1819          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1820          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1821          */
1822         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1827  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1828  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1829  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1830  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1831  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1832  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1833  */
1834 static void
1835 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1836 {
1837         unsigned long flags;
1838         unsigned long mask;
1839         struct rcu_node *rnp;
1840
1841         rnp = rdp->mynode;
1842         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1843         smp_mb__after_unlock_lock();
1844         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1845             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1846
1847                 /*
1848                  * The grace period in which this quiescent state was
1849                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1850                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1851                  * within the current grace period.
1852                  */
1853                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1854                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1855                 return;
1856         }
1857         mask = rdp->grpmask;
1858         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1859                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1860         } else {
1861                 rdp->qs_pending = 0;
1862
1863                 /*
1864                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1865                  * callbacks can be processed during the next GP.
1866                  */
1867                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1868
1869                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1870         }
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1875  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1876  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1877  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1878  */
1879 static void
1880 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1881 {
1882         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1883         note_gp_changes(rsp, rdp);
1884
1885         /*
1886          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1887          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1888          */
1889         if (!rdp->qs_pending)
1890                 return;
1891
1892         /*
1893          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1894          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1895          */
1896         if (!rdp->passed_quiesce)
1897                 return;
1898
1899         /*
1900          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1901          * judge of that).
1902          */
1903         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1904 }
1905
1906 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1907
1908 /*
1909  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1910  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1911  * ->orphan_lock.
1912  */
1913 static void
1914 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1915                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1916 {
1917         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1918         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1919                 return;
1920
1921         /*
1922          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1923          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1924          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1925          */
1926         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1927                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1928                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1929                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1930                 rdp->qlen_lazy = 0;
1931                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1932         }
1933
1934         /*
1935          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1936          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1937          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1938          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1939          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1940          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1941          * we just reset the whole thing later on.
1942          */
1943         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1944                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1945                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1946                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1947         }
1948
1949         /*
1950          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1951          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1952          * required to pass though another grace period: They are done.
1953          */
1954         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1955                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1956                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1957         }
1958
1959         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1960         init_callback_list(rdp);
1961 }
1962
1963 /*
1964  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1965  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1966  */
1967 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1968 {
1969         int i;
1970         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1971
1972         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1973         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
1974                 return;
1975
1976         /* Do the accounting first. */
1977         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1978         rdp->qlen += rsp->qlen;
1979         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1980         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1981                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1982         rsp->qlen_lazy = 0;
1983         rsp->qlen = 0;
1984
1985         /*
1986          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1987          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1988          * we are the task doing the rcu_barrier().
1989          */
1990
1991         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1992         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1993                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1994                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1995                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1996                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1997                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1998                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1999                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2000         }
2001
2002         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2003         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2004                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2005                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2006                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2007                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2008         }
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2013  */
2014 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2015 {
2016         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2017         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2018         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2019
2020         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2021         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2022                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2023                                TPS("cpuofl"));
2024 }
2025
2026 /*
2027  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2028  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2029  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2030  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2031  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2032  */
2033 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2034 {
2035         unsigned long flags;
2036         unsigned long mask;
2037         int need_report = 0;
2038         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2039         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2040
2041         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2042         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2043
2044         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2045
2046         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2047         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2048         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2049
2050         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2051         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2052         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2053
2054         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2055         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2056         do {
2057                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2058                 smp_mb__after_unlock_lock();
2059                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2060                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2061                         if (rnp != rdp->mynode)
2062                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2063                         break;
2064                 }
2065                 if (rnp == rdp->mynode)
2066                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2067                 else
2068                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2069                 mask = rnp->grpmask;
2070                 rnp = rnp->parent;
2071         } while (rnp != NULL);
2072
2073         /*
2074          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2075          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2076          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2077          * held leads to deadlock.
2078          */
2079         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2080         rnp = rdp->mynode;
2081         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2082                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2083         else
2084                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2085         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2086                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2087         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2088                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2089                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2090         init_callback_list(rdp);
2091         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2092         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2093         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2094 }
2095
2096 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2097
2098 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2099 {
2100 }
2101
2102 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2103 {
2104 }
2105
2106 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2107
2108 /*
2109  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2110  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2111  */
2112 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2113 {
2114         unsigned long flags;
2115         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2116         long bl, count, count_lazy;
2117         int i;
2118
2119         /* If no callbacks are ready, just return. */
2120         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2121                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2122                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2123                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2124                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2125                 return;
2126         }
2127
2128         /*
2129          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2130          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2131          */
2132         local_irq_save(flags);
2133         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2134         bl = rdp->blimit;
2135         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2136         list = rdp->nxtlist;
2137         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2138         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2139         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2140         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2141                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2142                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2143         local_irq_restore(flags);
2144
2145         /* Invoke callbacks. */
2146         count = count_lazy = 0;
2147         while (list) {
2148                 next = list->next;
2149                 prefetch(next);
2150                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2151                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2152                         count_lazy++;
2153                 list = next;
2154                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2155                 if (++count >= bl &&
2156                     (need_resched() ||
2157                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2158                         break;
2159         }
2160
2161         local_irq_save(flags);
2162         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2163                             is_idle_task(current),
2164                             rcu_is_callbacks_kthread());
2165
2166         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2167         if (list != NULL) {
2168                 *tail = rdp->nxtlist;
2169                 rdp->nxtlist = list;
2170                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2171                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2172                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2173                         else
2174                                 break;
2175         }
2176         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2177         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2178         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2179         rdp->n_cbs_invoked += count;
2180
2181         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2182         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2183                 rdp->blimit = blimit;
2184
2185         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2186         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2187                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2188                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2189         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2190                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2191         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2192
2193         local_irq_restore(flags);
2194
2195         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2196         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2197                 invoke_rcu_core();
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2202  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2203  * Also schedule RCU core processing.
2204  *
2205  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2206  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2207  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2208  */
2209 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2210 {
2211         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2212         increment_cpu_stall_ticks();
2213         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2214
2215                 /*
2216                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2217                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2218                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2219                  * a quiescent state, so note it.
2220                  *
2221                  * No memory barrier is required here because both
2222                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2223                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2224                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2225                  */
2226
2227                 rcu_sched_qs(cpu);
2228                 rcu_bh_qs(cpu);
2229
2230         } else if (!in_softirq()) {
2231
2232                 /*
2233                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2234                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2235                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2236                  * critical section, so note it.
2237                  */
2238
2239                 rcu_bh_qs(cpu);
2240         }
2241         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2242         if (rcu_pending(cpu))
2243                 invoke_rcu_core();
2244         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2249  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2250  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2251  *
2252  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2253  */
2254 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2255                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2256                                   unsigned long *maxj),
2257                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2258 {
2259         unsigned long bit;
2260         int cpu;
2261         unsigned long flags;
2262         unsigned long mask;
2263         struct rcu_node *rnp;
2264
2265         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2266                 cond_resched();
2267                 mask = 0;
2268                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2269                 smp_mb__after_unlock_lock();
2270                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2271                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2272                         return;
2273                 }
2274                 if (rnp->qsmask == 0) {
2275                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2276                         continue;
2277                 }
2278                 cpu = rnp->grplo;
2279                 bit = 1;
2280                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2281                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2282                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2283                                         *isidle = 0;
2284                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2285                                         mask |= bit;
2286                         }
2287                 }
2288                 if (mask != 0) {
2289
2290                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2291                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2292                         continue;
2293                 }
2294                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2295         }
2296         rnp = rcu_get_root(rsp);
2297         if (rnp->qsmask == 0) {
2298                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2299                 smp_mb__after_unlock_lock();
2300                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2301         }
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2306  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2307  */
2308 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2309 {
2310         unsigned long flags;
2311         bool ret;
2312         struct rcu_node *rnp;
2313         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2314
2315         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2316         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2317         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2318                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2319                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2320                 if (rnp_old != NULL)
2321                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2322                 if (ret) {
2323                         rsp->n_force_qs_lh++;
2324                         return;
2325                 }
2326                 rnp_old = rnp;
2327         }
2328         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2329
2330         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2331         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2332         smp_mb__after_unlock_lock();
2333         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2334         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2335                 rsp->n_force_qs_lh++;
2336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2337                 return;  /* Someone beat us to it. */
2338         }
2339         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2340         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2341         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2342 }
2343
2344 /*
2345  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2346  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2347  * whom the rdp belongs.
2348  */
2349 static void
2350 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2351 {
2352         unsigned long flags;
2353         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2354
2355         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2356
2357         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2358         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2359
2360         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2361         local_irq_save(flags);
2362         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2363                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2364                 rcu_start_gp(rsp);
2365                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2366         } else {
2367                 local_irq_restore(flags);
2368         }
2369
2370         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2371         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2372                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2373
2374         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2375         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Do RCU core processing for the current CPU.
2380  */
2381 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2382 {
2383         struct rcu_state *rsp;
2384
2385         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2386                 return;
2387         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2388         for_each_rcu_flavor(rsp)
2389                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2390         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2395  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2396  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2397  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2398  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2399  */
2400 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2401 {
2402         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2403                 return;
2404         if (likely(!rsp->boost)) {
2405                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2406                 return;
2407         }
2408         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2409 }
2410
2411 static void invoke_rcu_core(void)
2412 {
2413         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2414                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2419  */
2420 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2421                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2422 {
2423         /*
2424          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2425          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2426          */
2427         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2428                 invoke_rcu_core();
2429
2430         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2431         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2432                 return;
2433
2434         /*
2435          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2436          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2437          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2438          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2439          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2440          */
2441         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2442
2443                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2444                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2445
2446                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2447                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2448                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2449
2450                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2451                         smp_mb__after_unlock_lock();
2452                         rcu_start_gp(rsp);
2453                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2454                 } else {
2455                         /* Give the grace period a kick. */
2456                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2457                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2458                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2459                                 force_quiescent_state(rsp);
2460                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2461                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2462                 }
2463         }
2464 }
2465
2466 /*
2467  * RCU callback function to leak a callback.
2468  */
2469 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2470 {
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2475  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2476  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2477  * is expected to specify a CPU.
2478  */
2479 static void
2480 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2481            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2482 {
2483         unsigned long flags;
2484         struct rcu_data *rdp;
2485
2486         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2487         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2488                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2489                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2490                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2491                 return;
2492         }
2493         head->func = func;
2494         head->next = NULL;
2495
2496         /*
2497          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2498          * Note that we might see a beginning right after we see an
2499          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2500          * a quiescent state betweentimes.
2501          */
2502         local_irq_save(flags);
2503         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2504
2505         /* Add the callback to our list. */
2506         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2507                 int offline;
2508
2509                 if (cpu != -1)
2510                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2511                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2512                 WARN_ON_ONCE(offline);
2513                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2514                 local_irq_restore(flags);
2515                 return;
2516         }
2517         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2518         if (lazy)
2519                 rdp->qlen_lazy++;
2520         else
2521                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2522         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2523         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2524         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2525
2526         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2527                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2528                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2529         else
2530                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2531
2532         /* Go handle any RCU core processing required. */
2533         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2534         local_irq_restore(flags);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2539  */
2540 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2541 {
2542         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2543 }
2544 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2545
2546 /*
2547  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2548  */
2549 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2550 {
2551         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2552 }
2553 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2554
2555 /*
2556  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2557  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2558  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2559  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2560  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2561  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2562  * some overhead: RCU still operates correctly.
2563  */
2564 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2565 {
2566         int ret;
2567
2568         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2569         preempt_disable();
2570         ret = num_online_cpus() <= 1;
2571         preempt_enable();
2572         return ret;
2573 }
2574
2575 /**
2576  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2577  *
2578  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2579  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2580  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2581  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2582  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2583  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2584  * rcu_read_lock_sched().
2585  *
2586  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2587  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2588  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2589  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2590  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2591  *
2592  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2593  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2594  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2595  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2596  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2597  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2598  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2599  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2600  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2601  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2602  * that are executing in the kernel.
2603  *
2604  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2605  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2606  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2607  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2608  * again only if the system has more than one CPU).
2609  *
2610  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2611  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2612  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2613  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2614  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2615  */
2616 void synchronize_sched(void)
2617 {
2618         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2619                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2620                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2621                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2622         if (rcu_blocking_is_gp())
2623                 return;
2624         if (rcu_expedited)
2625                 synchronize_sched_expedited();
2626         else
2627                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2628 }
2629 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2630
2631 /**
2632  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2633  *
2634  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2635  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2636  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2637  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2638  * and may be nested.
2639  *
2640  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2641  * on memory ordering guarantees.
2642  */
2643 void synchronize_rcu_bh(void)
2644 {
2645         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2646                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2647                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2648                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2649         if (rcu_blocking_is_gp())
2650                 return;
2651         if (rcu_expedited)
2652                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2653         else
2654                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2655 }
2656 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2657
2658 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2659 {
2660         /*
2661          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2662          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2663          * time that it returns.
2664          *
2665          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2666          * above condition is already met when the control reaches
2667          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2668          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2669          * robustness against future implementation changes.
2670          */
2671         smp_mb(); /* See above comment block. */
2672         return 0;
2673 }
2674
2675 /**
2676  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2677  *
2678  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2679  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2680  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2681  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2682  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2683  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2684  * synchronize_sched() instead.
2685  *
2686  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2687  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2688  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2689  * these restriction will result in deadlock.
2690  *
2691  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2692  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2693  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2694  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2695  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2696  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2697  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2698  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2699  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2700  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2701  *
2702  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2703  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2704  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2705  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2706  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2707  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2708  * doing our work for us.
2709  *
2710  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2711  */
2712 void synchronize_sched_expedited(void)
2713 {
2714         long firstsnap, s, snap;
2715         int trycount = 0;
2716         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2717
2718         /*
2719          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2720          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2721          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2722          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2723          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2724          * course be required on a 64-bit system.
2725          */
2726         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2727                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2728                          ULONG_MAX / 8)) {
2729                 synchronize_sched();
2730                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2731                 return;
2732         }
2733
2734         /*
2735          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2736          * full memory barrier.
2737          */
2738         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2739         firstsnap = snap;
2740         get_online_cpus();
2741         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2742
2743         /*
2744          * Each pass through the following loop attempts to force a
2745          * context switch on each CPU.
2746          */
2747         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2748                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2749                              NULL) == -EAGAIN) {
2750                 put_online_cpus();
2751                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2752
2753                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2754                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2755                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2756                         /* ensure test happens before caller kfree */
2757                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2758                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2759                         return;
2760                 }
2761
2762                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2763                 if (trycount++ < 10) {
2764                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2765                 } else {
2766                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2767                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2768                         return;
2769                 }
2770
2771                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2772                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2773                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2774                         /* ensure test happens before caller kfree */
2775                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2776                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2777                         return;
2778                 }
2779
2780                 /*
2781                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2782                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2783                  * after they started, so our grace period works for them,
2784                  * and they started after our first try, so their grace
2785                  * period works for us.
2786                  */
2787                 get_online_cpus();
2788                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2789                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2790         }
2791         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2792
2793         /*
2794          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2795          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2796          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2797          * than we did already did their update.
2798          */
2799         do {
2800                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2801                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2802                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2803                         /* ensure test happens before caller kfree */
2804                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2805                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2806                         break;
2807                 }
2808         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2809         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2810
2811         put_online_cpus();
2812 }
2813 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2814
2815 /*
2816  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2817  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2818  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2819  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2820  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2821  */
2822 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2823 {
2824         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2825
2826         rdp->n_rcu_pending++;
2827
2828         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2829         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2830
2831         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2832         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
2833                 return 0;
2834
2835         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2836         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2837             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2838                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2839         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2840                 rdp->n_rp_report_qs++;
2841                 return 1;
2842         }
2843
2844         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2845         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2846                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2847                 return 1;
2848         }
2849
2850         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2851         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2852                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2853                 return 1;
2854         }
2855
2856         /* Has another RCU grace period completed?  */
2857         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2858                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2859                 return 1;
2860         }
2861
2862         /* Has a new RCU grace period started? */
2863         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2864                 rdp->n_rp_gp_started++;
2865                 return 1;
2866         }
2867
2868         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2869         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2870                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
2871                 return 1;
2872         }
2873
2874         /* nothing to do */
2875         rdp->n_rp_need_nothing++;
2876         return 0;
2877 }
2878
2879 /*
2880  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2881  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2882  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2883  */
2884 static int rcu_pending(int cpu)
2885 {
2886         struct rcu_state *rsp;
2887
2888         for_each_rcu_flavor(rsp)
2889                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2890                         return 1;
2891         return 0;
2892 }
2893
2894 /*
2895  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2896  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2897  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2898  */
2899 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2900 {
2901         bool al = true;
2902         bool hc = false;
2903         struct rcu_data *rdp;
2904         struct rcu_state *rsp;
2905
2906         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2907                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2908                 if (!rdp->nxtlist)
2909                         continue;
2910                 hc = true;
2911                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
2912                         al = false;
2913                         break;
2914                 }
2915         }
2916         if (all_lazy)
2917                 *all_lazy = al;
2918         return hc;
2919 }
2920
2921 /*
2922  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2923  * the compiler is expected to optimize this away.
2924  */
2925 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2926                                int cpu, unsigned long done)
2927 {
2928         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2929                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2930 }
2931
2932 /*
2933  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2934  * up the task executing _rcu_barrier().
2935  */
2936 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2937 {
2938         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2939         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2940
2941         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2942                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2943                 complete(&rsp->barrier_completion);
2944         } else {
2945                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2946         }
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2951  */
2952 static void rcu_barrier_func(void *type)
2953 {
2954         struct rcu_state *rsp = type;
2955         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2956
2957         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2958         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2959         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2964  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2965  */
2966 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2967 {
2968         int cpu;
2969         struct rcu_data *rdp;
2970         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2971         unsigned long snap_done;
2972
2973         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2974
2975         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2976         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2977
2978         /*
2979          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2980          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2981          */
2982         smp_mb();  /* See above block comment. */
2983
2984         /*
2985          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2986          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2987          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2988          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2989          */
2990         snap_done = rsp->n_barrier_done;
2991         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2992
2993         /*
2994          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
2995          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
2996          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
2997          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
2998          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
2999          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3000          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3001          * this for us (thank you, Linus!).
3002          */
3003         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3004                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3005                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3006                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3007                 return;
3008         }
3009
3010         /*
3011          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3012          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3013          * the increment to precede the early-exit check.
3014          */
3015         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3016         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3017         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3018         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3019
3020         /*
3021          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3022          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3023          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3024          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3025          */
3026         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3027         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3028         get_online_cpus();
3029
3030         /*
3031          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3032          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3033          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3034          */
3035         for_each_possible_cpu(cpu) {
3036                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3037                         continue;
3038                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3039                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3040                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3041                                            rsp->n_barrier_done);
3042                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3043                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3044                                    rsp, cpu, 0);
3045                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3046                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3047                                            rsp->n_barrier_done);
3048                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3049                 } else {
3050                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3051                                            rsp->n_barrier_done);
3052                 }
3053         }
3054         put_online_cpus();
3055
3056         /*
3057          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3058          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3059          */
3060         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3061                 complete(&rsp->barrier_completion);
3062
3063         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3064         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3065         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3066         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3067         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3068         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3069
3070         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3071         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3072
3073         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3074         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3075 }
3076
3077 /**
3078  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3079  */
3080 void rcu_barrier_bh(void)
3081 {
3082         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3083 }
3084 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3085
3086 /**
3087  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3088  */
3089 void rcu_barrier_sched(void)
3090 {
3091         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3092 }
3093 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3094
3095 /*
3096  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3097  */
3098 static void __init
3099 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3100 {
3101         unsigned long flags;
3102         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3103         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3104
3105         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3106         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3107         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3108         init_callback_list(rdp);
3109         rdp->qlen_lazy = 0;
3110         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3111         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3112         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3113         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3114         rdp->cpu = cpu;
3115         rdp->rsp = rsp;
3116         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3117         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3118 }
3119
3120 /*
3121  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3122  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3123  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3124  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3125  */
3126 static void
3127 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
3128 {
3129         unsigned long flags;
3130         unsigned long mask;
3131         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3132         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3133
3134         /* Exclude new grace periods. */
3135         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3136
3137         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3138         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3139         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3140         rdp->preemptible = preemptible;
3141         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3142         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3143         rdp->blimit = blimit;
3144         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3145         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3146         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3147         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3148                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3149         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3150
3151         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3152         rnp = rdp->mynode;
3153         mask = rdp->grpmask;
3154         do {
3155                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3156                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3157                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3158                 mask = rnp->grpmask;
3159                 if (rnp == rdp->mynode) {
3160                         /*
3161                          * If there is a grace period in progress, we will
3162                          * set up to wait for it next time we run the
3163                          * RCU core code.
3164                          */
3165                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3166                         rdp->completed = rnp->completed;
3167                         rdp->passed_quiesce = 0;
3168                         rdp->qs_pending = 0;
3169                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3170                 }
3171                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3172                 rnp = rnp->parent;
3173         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3174         local_irq_restore(flags);
3175
3176         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3177 }
3178
3179 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3180 {
3181         struct rcu_state *rsp;
3182
3183         for_each_rcu_flavor(rsp)
3184                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3185                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3186 }
3187
3188 /*
3189  * Handle CPU online/offline notification events.
3190  */
3191 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3192                                     unsigned long action, void *hcpu)
3193 {
3194         long cpu = (long)hcpu;
3195         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3196         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3197         struct rcu_state *rsp;
3198
3199         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3200         switch (action) {
3201         case CPU_UP_PREPARE:
3202         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3203                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3204                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3205                 break;
3206         case CPU_ONLINE:
3207         case CPU_DOWN_FAILED:
3208                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3209                 break;
3210         case CPU_DOWN_PREPARE:
3211                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3212                 break;
3213         case CPU_DYING:
3214         case CPU_DYING_FROZEN:
3215                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3216                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3217                 break;
3218         case CPU_DEAD:
3219         case CPU_DEAD_FROZEN:
3220         case CPU_UP_CANCELED:
3221         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3222                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3223                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3224                 break;
3225         default:
3226                 break;
3227         }
3228         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3229         return NOTIFY_OK;
3230 }
3231
3232 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3233                          unsigned long action, void *hcpu)
3234 {
3235         switch (action) {
3236         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3237         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3238                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3239                         rcu_expedited = 1;
3240                 break;
3241         case PM_POST_HIBERNATION:
3242         case PM_POST_SUSPEND:
3243                 rcu_expedited = 0;
3244                 break;
3245         default:
3246                 break;
3247         }
3248         return NOTIFY_OK;
3249 }
3250
3251 /*
3252  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3253  */
3254 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3255 {
3256         unsigned long flags;
3257         struct rcu_node *rnp;
3258         struct rcu_state *rsp;
3259         struct task_struct *t;
3260
3261         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3262                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3263                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3264                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3265                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3266                 rsp->gp_kthread = t;
3267                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3268                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3269         }
3270         return 0;
3271 }
3272 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3273
3274 /*
3275  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3276  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3277  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3278  * task is booting the system).  After this function is called, the
3279  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3280  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3281  */
3282 void rcu_scheduler_starting(void)
3283 {
3284         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3285         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3286         rcu_scheduler_active = 1;
3287 }
3288
3289 /*
3290  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3291  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3292  */
3293 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3294 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3295 {
3296         int i;
3297
3298         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3299         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3300                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3301 }
3302 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3303 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3304 {
3305         int ccur;
3306         int cprv;
3307         int i;
3308
3309         cprv = nr_cpu_ids;
3310         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3311                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3312                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3313                 cprv = ccur;
3314         }
3315 }
3316 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3317
3318 /*
3319  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3320  */
3321 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3322                 struct rcu_data __percpu *rda)
3323 {
3324         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3325                                "rcu_node_1",
3326                                "rcu_node_2",
3327                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3328         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3329                                "rcu_node_fqs_1",
3330                                "rcu_node_fqs_2",
3331                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3332         int cpustride = 1;
3333         int i;
3334         int j;
3335         struct rcu_node *rnp;
3336
3337         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3338
3339         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3340         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3341                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3342
3343         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3344
3345         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3346                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3347         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3348                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3349         rcu_init_levelspread(rsp);
3350
3351         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3352
3353         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3354                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3355                 rnp = rsp->level[i];
3356                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3357                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3358                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3359                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3360                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3361                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3362                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3363                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3364                         rnp->completed = rsp->completed;
3365                         rnp->qsmask = 0;
3366                         rnp->qsmaskinit = 0;
3367                         rnp->grplo = j * cpustride;
3368                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3369                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3370                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3371                         if (i == 0) {
3372                                 rnp->grpnum = 0;
3373                                 rnp->grpmask = 0;
3374                                 rnp->parent = NULL;
3375                         } else {
3376                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3377                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3378                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3379                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3380                         }
3381                         rnp->level = i;
3382                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3383                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3384                 }
3385         }
3386
3387         rsp->rda = rda;
3388         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3389         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3390         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3391         for_each_possible_cpu(i) {
3392                 while (i > rnp->grphi)
3393                         rnp++;
3394                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3395                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3396         }
3397         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3402  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3403  * the ->node array in the rcu_state structure.
3404  */
3405 static void __init rcu_init_geometry(void)
3406 {
3407         ulong d;
3408         int i;
3409         int j;
3410         int n = nr_cpu_ids;
3411         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3412
3413         /*
3414          * Initialize any unspecified boot parameters.
3415          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3416          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3417          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3418          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3419          */
3420         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3421         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3422                 jiffies_till_first_fqs = d;
3423         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3424                 jiffies_till_next_fqs = d;
3425
3426         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3427         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3428             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3429                 return;
3430         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3431                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3432
3433         /*
3434          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3435          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3436          * some of the arithmetic easier.
3437          */
3438         rcu_capacity[0] = 1;
3439         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3440         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3441                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3442
3443         /*
3444          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3445          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3446          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3447          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3448          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3449          * compile-time values if these limits are exceeded.
3450          */
3451         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3452             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3453             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3454                 WARN_ON(1);
3455                 return;
3456         }
3457
3458         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3459         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3460                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3461                         for (j = 0; j <= i; j++)
3462                                 num_rcu_lvl[j] =
3463                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3464                         rcu_num_lvls = i;
3465                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3466                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3467                         break;
3468                 }
3469
3470         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3471         rcu_num_nodes = 0;
3472         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3473                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3474         rcu_num_nodes -= n;
3475 }
3476
3477 void __init rcu_init(void)
3478 {
3479         int cpu;
3480
3481         rcu_bootup_announce();
3482         rcu_init_geometry();
3483         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3484         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3485         __rcu_init_preempt();
3486         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3487
3488         /*
3489          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3490          * this is called early in boot, before either interrupts
3491          * or the scheduler are operational.
3492          */
3493         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3494         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3495         for_each_online_cpu(cpu)
3496                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3497 }
3498
3499 #include "tree_plugin.h"