]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - kernel/rcu/tree.c
5987fdc85fc4c5d29eb3b4f8c4329f93259764d3
[linux-beck.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, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
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 "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 struct rcu_state sname##_state = { \
95         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
96         .call = cr, \
97         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
101         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
102         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
105         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
106         .abbr = sabbr, \
107 }; \
108 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data)
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
156 static void invoke_rcu_core(void);
157 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
158
159 /*
160  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
161  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
162  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
163  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
164  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
165  * These variables enable correlating rcutorture output with the
166  * RCU tracing information.
167  */
168 unsigned long rcutorture_testseq;
169 unsigned long rcutorture_vernum;
170
171 /*
172  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
173  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
174  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
175  */
176 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
177 {
178         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
179 }
180
181 /*
182  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
183  * how many quiescent states passed, just if there was at least
184  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
185  * The caller must have disabled preemption.
186  */
187 void rcu_sched_qs(void)
188 {
189         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
190                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
191                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
192                                        TPS("cpuqs"));
193                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
194         }
195 }
196
197 void rcu_bh_qs(void)
198 {
199         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
200                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
201                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
202                                        TPS("cpuqs"));
203                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
204         }
205 }
206
207 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
208
209 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
210         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
211         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
212 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
213         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
214         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
215 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
216 };
217
218 /*
219  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
220  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
221  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
222  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
223  * this CPU might (or might not) do in the near future.
224  *
225  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
226  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
227  * by two.
228  */
229 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
230 {
231         unsigned long flags;
232         struct rcu_data *rdp;
233         struct rcu_dynticks *rdtp;
234         int resched_mask;
235         struct rcu_state *rsp;
236
237         local_irq_save(flags);
238
239         /*
240          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
241          * the flag will be set again after some delay.
242          */
243         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
244         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
245
246         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
247         for_each_rcu_flavor(rsp) {
248                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
249                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
250                         continue;
251                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
252                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
253                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
254                         continue;
255
256                 /*
257                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
258                  * This allows the grace-period kthread to record the
259                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
260                  * further.
261                  */
262                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
263                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
264                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
265                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
266                 break;
267         }
268         local_irq_restore(flags);
269 }
270
271 /*
272  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
273  * and requires special handling for preemptible RCU.
274  * The caller must have disabled preemption.
275  */
276 void rcu_note_context_switch(void)
277 {
278         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
279         rcu_sched_qs();
280         rcu_preempt_note_context_switch();
281         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
282                 rcu_momentary_dyntick_idle();
283         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
284 }
285 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
286
287 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
288 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
289 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
290
291 module_param(blimit, long, 0444);
292 module_param(qhimark, long, 0444);
293 module_param(qlowmark, long, 0444);
294
295 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
296 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
297
298 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
299 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
300
301 /*
302  * How long the grace period must be before we start recruiting
303  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
304  */
305 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
306 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
307
308 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
309                                   struct rcu_data *rdp);
310 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
311                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
312                                   unsigned long *maxj),
313                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
314 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
315 static int rcu_pending(void);
316
317 /*
318  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
319  */
320 long rcu_batches_completed_sched(void)
321 {
322         return rcu_sched_state.completed;
323 }
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
325
326 /*
327  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
328  */
329 long rcu_batches_completed_bh(void)
330 {
331         return rcu_bh_state.completed;
332 }
333 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
334
335 /*
336  * Force a quiescent state.
337  */
338 void rcu_force_quiescent_state(void)
339 {
340         force_quiescent_state(rcu_state_p);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
343
344 /*
345  * Force a quiescent state for RCU BH.
346  */
347 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
348 {
349         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
350 }
351 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
352
353 /*
354  * Show the state of the grace-period kthreads.
355  */
356 void show_rcu_gp_kthreads(void)
357 {
358         struct rcu_state *rsp;
359
360         for_each_rcu_flavor(rsp) {
361                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
362                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
363                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
364         }
365 }
366 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
367
368 /*
369  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
370  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
371  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
372  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
373  * store this state in rcutorture itself.
374  */
375 void rcutorture_record_test_transition(void)
376 {
377         rcutorture_testseq++;
378         rcutorture_vernum = 0;
379 }
380 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
381
382 /*
383  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
384  */
385 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
386                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
387 {
388         struct rcu_state *rsp = NULL;
389
390         switch (test_type) {
391         case RCU_FLAVOR:
392                 rsp = rcu_state_p;
393                 break;
394         case RCU_BH_FLAVOR:
395                 rsp = &rcu_bh_state;
396                 break;
397         case RCU_SCHED_FLAVOR:
398                 rsp = &rcu_sched_state;
399                 break;
400         default:
401                 break;
402         }
403         if (rsp != NULL) {
404                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
405                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
406                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
407                 return;
408         }
409         *flags = 0;
410         *gpnum = 0;
411         *completed = 0;
412 }
413 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
414
415 /*
416  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
417  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
418  * messages.
419  */
420 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
421 {
422         rcutorture_vernum++;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
425
426 /*
427  * Force a quiescent state for RCU-sched.
428  */
429 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
430 {
431         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
434
435 /*
436  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
437  */
438 static int
439 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
440 {
441         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
442                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
443 }
444
445 /*
446  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
447  */
448 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
449 {
450         return &rsp->node[0];
451 }
452
453 /*
454  * Is there any need for future grace periods?
455  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
456  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
457  */
458 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
459 {
460         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
461         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
462         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
463
464         return ACCESS_ONCE(*fp);
465 }
466
467 /*
468  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
469  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
470  * normal callback registry.
471  */
472 static int
473 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
474 {
475         int i;
476
477         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
478                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
479         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
480                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
481         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
482                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
483         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
484                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
485         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
486                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
487                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
488                                  rdp->nxtcompleted[i]))
489                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
490         return 0; /* No grace period needed. */
491 }
492
493 /*
494  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
495  *
496  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
497  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
498  * The caller must have disabled interrupts.
499  */
500 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
501 {
502         struct rcu_state *rsp;
503         struct rcu_data *rdp;
504         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
505
506         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
507         if (!user && !is_idle_task(current)) {
508                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
509                         idle_task(smp_processor_id());
510
511                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
512                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
513                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
514                           current->pid, current->comm,
515                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
516         }
517         for_each_rcu_flavor(rsp) {
518                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
519                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
520         }
521         rcu_prepare_for_idle();
522         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
523         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
524         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
525         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
526         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
527         rcu_dynticks_task_enter();
528
529         /*
530          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
531          * in an RCU read-side critical section.
532          */
533         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
534                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
535         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
536                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
537         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
538                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
539 }
540
541 /*
542  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
543  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
544  */
545 static void rcu_eqs_enter(bool user)
546 {
547         long long oldval;
548         struct rcu_dynticks *rdtp;
549
550         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
551         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
552         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
553         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
554                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
555                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
556         } else {
557                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
558         }
559 }
560
561 /**
562  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
563  *
564  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
565  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
566  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
567  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
568  *
569  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
570  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
571  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
572  */
573 void rcu_idle_enter(void)
574 {
575         unsigned long flags;
576
577         local_irq_save(flags);
578         rcu_eqs_enter(false);
579         rcu_sysidle_enter(0);
580         local_irq_restore(flags);
581 }
582 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
583
584 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
585 /**
586  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
587  *
588  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
589  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
590  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
591  * when the CPU runs in userspace.
592  */
593 void rcu_user_enter(void)
594 {
595         rcu_eqs_enter(1);
596 }
597 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
598
599 /**
600  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
601  *
602  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
603  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
604  * sections can occur.
605  *
606  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
607  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
608  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
609  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
610  *
611  * Use things like work queues to work around this limitation.
612  *
613  * You have been warned.
614  */
615 void rcu_irq_exit(void)
616 {
617         unsigned long flags;
618         long long oldval;
619         struct rcu_dynticks *rdtp;
620
621         local_irq_save(flags);
622         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
623         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
624         rdtp->dynticks_nesting--;
625         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
626         if (rdtp->dynticks_nesting)
627                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
628         else
629                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
630         rcu_sysidle_enter(1);
631         local_irq_restore(flags);
632 }
633
634 /*
635  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
636  *
637  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
638  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
639  * The caller must have disabled interrupts.
640  */
641 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
642 {
643         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
644
645         rcu_dynticks_task_exit();
646         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
647         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
648         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
649         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
650         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
651         rcu_cleanup_after_idle();
652         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
653         if (!user && !is_idle_task(current)) {
654                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
655                         idle_task(smp_processor_id());
656
657                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
658                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
659                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
660                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
661                           current->pid, current->comm,
662                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
663         }
664 }
665
666 /*
667  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
668  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
669  */
670 static void rcu_eqs_exit(bool user)
671 {
672         struct rcu_dynticks *rdtp;
673         long long oldval;
674
675         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
676         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
677         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
678         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
679                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
680         } else {
681                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
682                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
683         }
684 }
685
686 /**
687  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
688  *
689  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
690  * read-side critical sections can occur.
691  *
692  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
693  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
694  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
695  * now starting.
696  */
697 void rcu_idle_exit(void)
698 {
699         unsigned long flags;
700
701         local_irq_save(flags);
702         rcu_eqs_exit(false);
703         rcu_sysidle_exit(0);
704         local_irq_restore(flags);
705 }
706 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
707
708 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
709 /**
710  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
711  *
712  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
713  * run a RCU read side critical section anytime.
714  */
715 void rcu_user_exit(void)
716 {
717         rcu_eqs_exit(1);
718 }
719 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
720
721 /**
722  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
723  *
724  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
725  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
726  * sections can occur.
727  *
728  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
729  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
730  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
731  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
732  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
733  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
734  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
735  *
736  * Use things like work queues to work around this limitation.
737  *
738  * You have been warned.
739  */
740 void rcu_irq_enter(void)
741 {
742         unsigned long flags;
743         struct rcu_dynticks *rdtp;
744         long long oldval;
745
746         local_irq_save(flags);
747         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
748         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
749         rdtp->dynticks_nesting++;
750         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
751         if (oldval)
752                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
753         else
754                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
755         rcu_sysidle_exit(1);
756         local_irq_restore(flags);
757 }
758
759 /**
760  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
761  *
762  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
763  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
764  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
765  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
766  * run out of stack space first.)
767  */
768 void rcu_nmi_enter(void)
769 {
770         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
771         int incby = 2;
772
773         /* Complain about underflow. */
774         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
775
776         /*
777          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
778          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
779          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
780          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
781          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
782          * period (observation due to Andy Lutomirski).
783          */
784         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
785                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
786                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
787                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
788                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
789                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
790                 incby = 1;
791         }
792         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
793         barrier();
794 }
795
796 /**
797  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
798  *
799  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
800  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
801  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
802  * being RCU-idle.
803  */
804 void rcu_nmi_exit(void)
805 {
806         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
807
808         /*
809          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
810          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
811          * to us!)
812          */
813         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
814         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
815
816         /*
817          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
818          * leave it in non-RCU-idle state.
819          */
820         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
821                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
822                 return;
823         }
824
825         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
826         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
827         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
828         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
829         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
830         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
831         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
832 }
833
834 /**
835  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
836  *
837  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
838  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
839  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
840  * least disabled preemption.
841  */
842 bool notrace __rcu_is_watching(void)
843 {
844         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
845 }
846
847 /**
848  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
849  *
850  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
851  * or NMI handler, return true.
852  */
853 bool notrace rcu_is_watching(void)
854 {
855         bool ret;
856
857         preempt_disable();
858         ret = __rcu_is_watching();
859         preempt_enable();
860         return ret;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
863
864 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
865
866 /*
867  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
868  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
869  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
870  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
871  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
872  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
873  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
874  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
875  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
876  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
877  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
878  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
879  * notifiers.
880  *
881  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
882  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
883  *
884  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
885  * errors from NMI handlers anyway.
886  */
887 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
888 {
889         struct rcu_data *rdp;
890         struct rcu_node *rnp;
891         bool ret;
892
893         if (in_nmi())
894                 return true;
895         preempt_disable();
896         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
897         rnp = rdp->mynode;
898         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
899               !rcu_scheduler_fully_active;
900         preempt_enable();
901         return ret;
902 }
903 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
904
905 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
906
907 /**
908  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
909  *
910  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
911  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
912  * disabled preemption.
913  */
914 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
915 {
916         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
917 }
918
919 /*
920  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
921  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
922  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
923  */
924 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
925                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
926 {
927         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
928         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
929         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
930                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
931                 return 1;
932         } else {
933                 if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
934                                  rdp->mynode->gpnum))
935                         ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap) = true;
936                 return 0;
937         }
938 }
939
940 /*
941  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
942  * that context switches can allow the state machine to make progress.
943  */
944 extern void resched_cpu(int cpu);
945
946 /*
947  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
948  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
949  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
950  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
951  */
952 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
953                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
954 {
955         unsigned int curr;
956         int *rcrmp;
957         unsigned int snap;
958
959         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
960         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
961
962         /*
963          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
964          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
965          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
966          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
967          * read-side critical section that started before the beginning
968          * of the current RCU grace period.
969          */
970         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
971                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
972                 rdp->dynticks_fqs++;
973                 return 1;
974         }
975
976         /*
977          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
978          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
979          * state: If we see it offline even once, it has been through a
980          * quiescent state.
981          *
982          * The reason for insisting that the grace period be at least
983          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
984          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
985          * sections.
986          */
987         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
988                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
989         barrier();
990         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
991                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
992                 rdp->offline_fqs++;
993                 return 1;
994         }
995
996         /*
997          * A CPU running for an extended time within the kernel can
998          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
999          * even context-switching back and forth between a pair of
1000          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1001          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1002          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1003          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1004          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1005          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1006          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1007          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1008          * there are at most four threads involved, and because the
1009          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1010          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1011          * quite low.
1012          *
1013          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1014          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1015          * warning delay.
1016          */
1017         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1018         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1019                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1020             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1021                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1022                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
1023                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
1024                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1025                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
1026                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
1027                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1028                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1029                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1030                         /* Time to beat on that CPU again! */
1031                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1032                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1033                 }
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1040 {
1041         unsigned long j = jiffies;
1042         unsigned long j1;
1043
1044         rsp->gp_start = j;
1045         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1046         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1047         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1048         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1049         rsp->n_force_qs_gpstart = ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs);
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1054  */
1055 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1056 {
1057         int cpu;
1058         unsigned long flags;
1059         struct rcu_node *rnp;
1060
1061         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1062                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1063                 if (rnp->qsmask != 0) {
1064                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1065                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1066                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1067                 }
1068                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1069         }
1070 }
1071
1072 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1073 {
1074         int cpu;
1075         long delta;
1076         unsigned long flags;
1077         unsigned long gpa;
1078         unsigned long j;
1079         int ndetected = 0;
1080         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1081         long totqlen = 0;
1082
1083         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1084
1085         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1086         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1087         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1088                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1089                 return;
1090         }
1091         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1092         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1093
1094         /*
1095          * OK, time to rat on our buddy...
1096          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1097          * RCU CPU stall warnings.
1098          */
1099         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1100                rsp->name);
1101         print_cpu_stall_info_begin();
1102         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1103                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1104                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1105                 if (rnp->qsmask != 0) {
1106                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1107                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1108                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1109                                                              rnp->grplo + cpu);
1110                                         ndetected++;
1111                                 }
1112                 }
1113                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1114         }
1115
1116         /*
1117          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1118          * due to CPU offlining.
1119          */
1120         rnp = rcu_get_root(rsp);
1121         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1122         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1123         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1124
1125         print_cpu_stall_info_end();
1126         for_each_possible_cpu(cpu)
1127                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1128         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1129                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1130                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1131         if (ndetected) {
1132                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1133         } else {
1134                 if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1135                     ACCESS_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1136                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1137                 } else {
1138                         j = jiffies;
1139                         gpa = ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity);
1140                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld\n",
1141                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1142                                jiffies_till_next_fqs);
1143                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1144                         sched_show_task(current);
1145                 }
1146         }
1147
1148         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1149
1150         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1151
1152         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1153 }
1154
1155 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1156 {
1157         int cpu;
1158         unsigned long flags;
1159         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1160         long totqlen = 0;
1161
1162         /*
1163          * OK, time to rat on ourselves...
1164          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1165          * RCU CPU stall warnings.
1166          */
1167         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1168         print_cpu_stall_info_begin();
1169         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1170         print_cpu_stall_info_end();
1171         for_each_possible_cpu(cpu)
1172                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1173         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1174                 jiffies - rsp->gp_start,
1175                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1176         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1177
1178         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1179         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1180                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1181                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1182         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1183
1184         /*
1185          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1186          *
1187          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1188          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1189          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1190          */
1191         resched_cpu(smp_processor_id());
1192 }
1193
1194 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1195 {
1196         unsigned long completed;
1197         unsigned long gpnum;
1198         unsigned long gps;
1199         unsigned long j;
1200         unsigned long js;
1201         struct rcu_node *rnp;
1202
1203         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1204                 return;
1205         j = jiffies;
1206
1207         /*
1208          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1209          *
1210          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1211          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1212          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1213          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1214          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1215          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1216          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1217          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1218          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1219          * from rsp->gpnum.
1220          *
1221          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1222          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1223          */
1224         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1225         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1226         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1227         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1228         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1229         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1230         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1231         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1232             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1233             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1234                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1235         rnp = rdp->mynode;
1236         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1237             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1238
1239                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1240                 print_cpu_stall(rsp);
1241
1242         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1243                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1244
1245                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1246                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1247         }
1248 }
1249
1250 /**
1251  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1252  *
1253  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1254  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1255  * RCU grace periods.
1256  *
1257  * The caller must disable hard irqs.
1258  */
1259 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1260 {
1261         struct rcu_state *rsp;
1262
1263         for_each_rcu_flavor(rsp)
1264                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1269  */
1270 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1271 {
1272         int i;
1273
1274         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1275                 return;
1276         rdp->nxtlist = NULL;
1277         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1278                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1283  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1284  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1285  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1286  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1287  *
1288  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1289  */
1290 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1291                                        struct rcu_node *rnp)
1292 {
1293         /*
1294          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1295          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1296          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1297          * period might have started, but just not yet gotten around
1298          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1299          */
1300         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1301                 return rnp->completed + 1;
1302
1303         /*
1304          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1305          * then the subsequent full grace period.
1306          */
1307         return rnp->completed + 2;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1312  * rcu_nocb_wait_gp().
1313  */
1314 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1315                                 unsigned long c, const char *s)
1316 {
1317         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1318                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1319                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1324  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1325  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1326  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1327  *
1328  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1329  */
1330 static bool __maybe_unused
1331 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1332                     unsigned long *c_out)
1333 {
1334         unsigned long c;
1335         int i;
1336         bool ret = false;
1337         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1338
1339         /*
1340          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1341          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1342          */
1343         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1344         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1345         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1346                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1347                 goto out;
1348         }
1349
1350         /*
1351          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1352          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1353          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1354          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1355          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1356          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1357          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1358          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1359          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1360          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1361          * doing some extra useless work.
1362          */
1363         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1364             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1365                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1366                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1367                 goto out;
1368         }
1369
1370         /*
1371          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1372          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1373          * start one (if needed).
1374          */
1375         if (rnp != rnp_root) {
1376                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1377                 smp_mb__after_unlock_lock();
1378         }
1379
1380         /*
1381          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1382          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1383          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1384          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1385          */
1386         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1387         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1388                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1389                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1390
1391         /*
1392          * If the needed for the required grace period is already
1393          * recorded, trace and leave.
1394          */
1395         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1396                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1397                 goto unlock_out;
1398         }
1399
1400         /* Record the need for the future grace period. */
1401         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1402
1403         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1404         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1405                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1406         } else {
1407                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1408                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1409         }
1410 unlock_out:
1411         if (rnp != rnp_root)
1412                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1413 out:
1414         if (c_out != NULL)
1415                 *c_out = c;
1416         return ret;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1421  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1422  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1423  * waiting for this grace period to complete.
1424  */
1425 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1426 {
1427         int c = rnp->completed;
1428         int needmore;
1429         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1430
1431         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1432         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1433         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1434         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1435                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1436         return needmore;
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1441  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1442  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1443  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1444  * a kthread that has not yet been created.
1445  */
1446 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1447 {
1448         if (current == rsp->gp_kthread ||
1449             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1450             !rsp->gp_kthread)
1451                 return;
1452         wake_up(&rsp->gp_wq);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1457  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1458  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1459  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1460  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1461  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1462  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1463  * awaken the RCU grace-period kthread.
1464  *
1465  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1466  */
1467 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1468                                struct rcu_data *rdp)
1469 {
1470         unsigned long c;
1471         int i;
1472         bool ret;
1473
1474         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1475         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1476                 return false;
1477
1478         /*
1479          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1480          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1481          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1482          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1483          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1484          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1485          *
1486          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1487          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1488          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1489          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1490          * been assigned a ->completed number.
1491          */
1492         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1493         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1494                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1495                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1496                         break;
1497
1498         /*
1499          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1500          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1501          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1502          * be grouped into.
1503          */
1504         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1505                 return false;
1506
1507         /*
1508          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1509          * full grace period and group them all in the sublist initially
1510          * indexed by "i".
1511          */
1512         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1513                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1514                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1515         }
1516         /* Record any needed additional grace periods. */
1517         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1518
1519         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1520         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1521                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1522         else
1523                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1524         return ret;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1529  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1530  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1531  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1532  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1533  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1534  *
1535  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1536  */
1537 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1538                             struct rcu_data *rdp)
1539 {
1540         int i, j;
1541
1542         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1543         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1544                 return false;
1545
1546         /*
1547          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1548          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1549          */
1550         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1551                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1552                         break;
1553                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1554         }
1555         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1556         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1557                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1558
1559         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1560         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1561                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1562                         break;
1563                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1564                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1565         }
1566
1567         /* Classify any remaining callbacks. */
1568         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1573  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1574  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1575  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1576  */
1577 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1578                               struct rcu_data *rdp)
1579 {
1580         bool ret;
1581
1582         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1583         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1584             !unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1585
1586                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1587                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1588
1589         } else {
1590
1591                 /* Advance callbacks. */
1592                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1593
1594                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1595                 rdp->completed = rnp->completed;
1596                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1597         }
1598
1599         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1600                 /*
1601                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1602                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1603                  * go looking for one.
1604                  */
1605                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1606                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1607                 rdp->passed_quiesce = 0;
1608                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1609                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1610                 ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap) = false;
1611         }
1612         return ret;
1613 }
1614
1615 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1616 {
1617         unsigned long flags;
1618         bool needwake;
1619         struct rcu_node *rnp;
1620
1621         local_irq_save(flags);
1622         rnp = rdp->mynode;
1623         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1624              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) &&
1625              !unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1626             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1627                 local_irq_restore(flags);
1628                 return;
1629         }
1630         smp_mb__after_unlock_lock();
1631         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1632         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1633         if (needwake)
1634                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1639  */
1640 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1641 {
1642         struct rcu_data *rdp;
1643         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1644
1645         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1646         rcu_bind_gp_kthread();
1647         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1648         smp_mb__after_unlock_lock();
1649         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1650                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1651                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1652                 return 0;
1653         }
1654         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1655
1656         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1657                 /*
1658                  * Grace period already in progress, don't start another.
1659                  * Not supposed to be able to happen.
1660                  */
1661                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1662                 return 0;
1663         }
1664
1665         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1666         record_gp_stall_check_time(rsp);
1667         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1668         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1669         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1670         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1671
1672         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1673         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1674         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1675
1676         /*
1677          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1678          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1679          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1680          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1681          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1682          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1683          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1684          * CPU-hotplug operations.
1685          *
1686          * The grace period cannot complete until the initialization
1687          * process finishes, because this kthread handles both.
1688          */
1689         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1690                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1691                 smp_mb__after_unlock_lock();
1692                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1693                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1694                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1695                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1696                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1697                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1698                 if (rnp == rdp->mynode)
1699                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1700                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1701                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1702                                             rnp->level, rnp->grplo,
1703                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1704                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1705                 cond_resched_rcu_qs();
1706                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1707         }
1708
1709         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1710         return 1;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Do one round of quiescent-state forcing.
1715  */
1716 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1717 {
1718         int fqs_state = fqs_state_in;
1719         bool isidle = false;
1720         unsigned long maxj;
1721         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1722
1723         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1724         rsp->n_force_qs++;
1725         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1726                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1727                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1728                         isidle = true;
1729                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1730                 }
1731                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1732                              &isidle, &maxj);
1733                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1734                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1735         } else {
1736                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1737                 isidle = false;
1738                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1739         }
1740         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1741         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1742                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1743                 smp_mb__after_unlock_lock();
1744                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1745                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1746                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1747         }
1748         return fqs_state;
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Clean up after the old grace period.
1753  */
1754 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1755 {
1756         unsigned long gp_duration;
1757         bool needgp = false;
1758         int nocb = 0;
1759         struct rcu_data *rdp;
1760         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1761
1762         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1763         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1764         smp_mb__after_unlock_lock();
1765         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1766         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1767                 rsp->gp_max = gp_duration;
1768
1769         /*
1770          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1771          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1772          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1773          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1774          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1775          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1776          */
1777         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1778
1779         /*
1780          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1781          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1782          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1783          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1784          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1785          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1786          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1787          */
1788         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1789                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1790                 smp_mb__after_unlock_lock();
1791                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1792                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1793                 if (rnp == rdp->mynode)
1794                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1795                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1796                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1797                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1798                 cond_resched_rcu_qs();
1799                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1800         }
1801         rnp = rcu_get_root(rsp);
1802         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1803         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1804         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1805
1806         /* Declare grace period done. */
1807         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1808         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1809         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1810         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1811         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1812         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1813         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1814                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1815                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1816                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1817                                        TPS("newreq"));
1818         }
1819         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Body of kthread that handles grace periods.
1824  */
1825 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1826 {
1827         int fqs_state;
1828         int gf;
1829         unsigned long j;
1830         int ret;
1831         struct rcu_state *rsp = arg;
1832         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1833
1834         for (;;) {
1835
1836                 /* Handle grace-period start. */
1837                 for (;;) {
1838                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1839                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1840                                                TPS("reqwait"));
1841                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1842                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1843                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1844                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1845                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1846                         if (rcu_gp_init(rsp))
1847                                 break;
1848                         cond_resched_rcu_qs();
1849                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1850                         WARN_ON(signal_pending(current));
1851                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1852                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1853                                                TPS("reqwaitsig"));
1854                 }
1855
1856                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1857                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1858                 j = jiffies_till_first_fqs;
1859                 if (j > HZ) {
1860                         j = HZ;
1861                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1862                 }
1863                 ret = 0;
1864                 for (;;) {
1865                         if (!ret)
1866                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1867                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1868                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1869                                                TPS("fqswait"));
1870                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1871                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1872                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1873                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1874                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1875                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1876                                         j);
1877                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1878                         /* If grace period done, leave loop. */
1879                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1880                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1881                                 break;
1882                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1883                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1884                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1885                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1886                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1887                                                        TPS("fqsstart"));
1888                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1889                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1890                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1891                                                        TPS("fqsend"));
1892                                 cond_resched_rcu_qs();
1893                                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1894                         } else {
1895                                 /* Deal with stray signal. */
1896                                 cond_resched_rcu_qs();
1897                                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_activity) = jiffies;
1898                                 WARN_ON(signal_pending(current));
1899                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1900                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1901                                                        TPS("fqswaitsig"));
1902                         }
1903                         j = jiffies_till_next_fqs;
1904                         if (j > HZ) {
1905                                 j = HZ;
1906                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1907                         } else if (j < 1) {
1908                                 j = 1;
1909                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1910                         }
1911                 }
1912
1913                 /* Handle grace-period end. */
1914                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1915         }
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1920  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1921  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1922  *
1923  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1924  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1925  * quiescent state.
1926  *
1927  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1928  */
1929 static bool
1930 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1931                       struct rcu_data *rdp)
1932 {
1933         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1934                 /*
1935                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1936                  * task, this CPU does not need another grace period,
1937                  * or a grace period is already in progress.
1938                  * Either way, don't start a new grace period.
1939                  */
1940                 return false;
1941         }
1942         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1943         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1944                                TPS("newreq"));
1945
1946         /*
1947          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1948          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1949          * the wakeup to our caller.
1950          */
1951         return true;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1956  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1957  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1958  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1959  * that is encountered beforehand.
1960  *
1961  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1962  */
1963 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1964 {
1965         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1966         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1967         bool ret = false;
1968
1969         /*
1970          * If there is no grace period in progress right now, any
1971          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1972          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1973          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1974          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1975          * then start the grace period!
1976          */
1977         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1978         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1979         return ret;
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1984  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1985  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1986  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1987  * is released before return.
1988  */
1989 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1990         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1991 {
1992         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1993         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1994         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1999  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2000  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2001  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
2002  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
2003  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
2004  */
2005 static void
2006 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2007                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2008         __releases(rnp->lock)
2009 {
2010         struct rcu_node *rnp_c;
2011
2012         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2013         for (;;) {
2014                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
2015
2016                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
2017                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2018                         return;
2019                 }
2020                 rnp->qsmask &= ~mask;
2021                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2022                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2023                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2024                                                  !!rnp->gp_tasks);
2025                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2026
2027                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2028                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2029                         return;
2030                 }
2031                 mask = rnp->grpmask;
2032                 if (rnp->parent == NULL) {
2033
2034                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2035
2036                         break;
2037                 }
2038                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2039                 rnp_c = rnp;
2040                 rnp = rnp->parent;
2041                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2042                 smp_mb__after_unlock_lock();
2043                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
2044         }
2045
2046         /*
2047          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2048          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2049          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2050          */
2051         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2056  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2057  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2058  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2059  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2060  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2061  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2062  */
2063 static void
2064 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2065 {
2066         unsigned long flags;
2067         unsigned long mask;
2068         bool needwake;
2069         struct rcu_node *rnp;
2070
2071         rnp = rdp->mynode;
2072         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2073         smp_mb__after_unlock_lock();
2074         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2075             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2076
2077                 /*
2078                  * The grace period in which this quiescent state was
2079                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2080                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2081                  * within the current grace period.
2082                  */
2083                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2084                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2085                 return;
2086         }
2087         mask = rdp->grpmask;
2088         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2089                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2090         } else {
2091                 rdp->qs_pending = 0;
2092
2093                 /*
2094                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2095                  * callbacks can be processed during the next GP.
2096                  */
2097                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2098
2099                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2100                 if (needwake)
2101                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2102         }
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2107  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2108  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2109  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2110  */
2111 static void
2112 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2113 {
2114         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2115         note_gp_changes(rsp, rdp);
2116
2117         /*
2118          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2119          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2120          */
2121         if (!rdp->qs_pending)
2122                 return;
2123
2124         /*
2125          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2126          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2127          */
2128         if (!rdp->passed_quiesce)
2129                 return;
2130
2131         /*
2132          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2133          * judge of that).
2134          */
2135         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2136 }
2137
2138 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2139
2140 /*
2141  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2142  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2143  * ->orphan_lock.
2144  */
2145 static void
2146 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2147                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2148 {
2149         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2150         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2151                 return;
2152
2153         /*
2154          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2155          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2156          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2157          */
2158         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2159                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2160                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2161                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2162                 rdp->qlen_lazy = 0;
2163                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2164         }
2165
2166         /*
2167          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2168          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2169          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2170          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2171          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2172          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2173          * we just reset the whole thing later on.
2174          */
2175         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2176                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2177                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2178                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2179         }
2180
2181         /*
2182          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2183          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2184          * required to pass though another grace period: They are done.
2185          */
2186         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2187                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2188                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2189         }
2190
2191         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2192         init_callback_list(rdp);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2197  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2198  */
2199 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2200 {
2201         int i;
2202         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2203
2204         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2205         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2206                 return;
2207
2208         /* Do the accounting first. */
2209         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2210         rdp->qlen += rsp->qlen;
2211         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2212         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2213                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2214         rsp->qlen_lazy = 0;
2215         rsp->qlen = 0;
2216
2217         /*
2218          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2219          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2220          * we are the task doing the rcu_barrier().
2221          */
2222
2223         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2224         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2225                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2226                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2227                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2228                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2229                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2230                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2231                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2232         }
2233
2234         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2235         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2236                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2237                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2238                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2239                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2240         }
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2245  */
2246 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2247 {
2248         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2249         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2250         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2251
2252         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2253         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2254                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2255                                TPS("cpuofl"));
2256 }
2257
2258 /*
2259  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2260  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2261  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2262  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2263  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2264  */
2265 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2266 {
2267         unsigned long flags;
2268         unsigned long mask;
2269         int need_report = 0;
2270         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2271         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2272
2273         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2274         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2275
2276         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2277         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2278         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2279
2280         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2281         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2282         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2283
2284         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2285         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2286         do {
2287                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2288                 smp_mb__after_unlock_lock();
2289                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2290                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2291                         if (rnp != rdp->mynode)
2292                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2293                         break;
2294                 }
2295                 if (rnp == rdp->mynode)
2296                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2297                 else
2298                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2299                 mask = rnp->grpmask;
2300                 rnp = rnp->parent;
2301         } while (rnp != NULL);
2302
2303         /*
2304          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2305          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2306          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2307          * held leads to deadlock.
2308          */
2309         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2310         rnp = rdp->mynode;
2311         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2312                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2313         else
2314                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2315         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2316                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2317         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2318                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2319                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2320         init_callback_list(rdp);
2321         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2322         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2323         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2324 }
2325
2326 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2327
2328 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2329 {
2330 }
2331
2332 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2333 {
2334 }
2335
2336 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2337
2338 /*
2339  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2340  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2341  */
2342 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2343 {
2344         unsigned long flags;
2345         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2346         long bl, count, count_lazy;
2347         int i;
2348
2349         /* If no callbacks are ready, just return. */
2350         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2351                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2352                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2353                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2354                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2355                 return;
2356         }
2357
2358         /*
2359          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2360          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2361          */
2362         local_irq_save(flags);
2363         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2364         bl = rdp->blimit;
2365         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2366         list = rdp->nxtlist;
2367         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2368         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2369         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2370         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2371                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2372                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2373         local_irq_restore(flags);
2374
2375         /* Invoke callbacks. */
2376         count = count_lazy = 0;
2377         while (list) {
2378                 next = list->next;
2379                 prefetch(next);
2380                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2381                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2382                         count_lazy++;
2383                 list = next;
2384                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2385                 if (++count >= bl &&
2386                     (need_resched() ||
2387                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2388                         break;
2389         }
2390
2391         local_irq_save(flags);
2392         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2393                             is_idle_task(current),
2394                             rcu_is_callbacks_kthread());
2395
2396         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2397         if (list != NULL) {
2398                 *tail = rdp->nxtlist;
2399                 rdp->nxtlist = list;
2400                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2401                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2402                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2403                         else
2404                                 break;
2405         }
2406         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2407         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2408         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2409         rdp->n_cbs_invoked += count;
2410
2411         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2412         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2413                 rdp->blimit = blimit;
2414
2415         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2416         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2417                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2418                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2419         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2420                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2421         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2422
2423         local_irq_restore(flags);
2424
2425         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2426         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2427                 invoke_rcu_core();
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2432  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2433  * Also schedule RCU core processing.
2434  *
2435  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2436  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2437  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2438  */
2439 void rcu_check_callbacks(int user)
2440 {
2441         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2442         increment_cpu_stall_ticks();
2443         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2444
2445                 /*
2446                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2447                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2448                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2449                  * a quiescent state, so note it.
2450                  *
2451                  * No memory barrier is required here because both
2452                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2453                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2454                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2455                  */
2456
2457                 rcu_sched_qs();
2458                 rcu_bh_qs();
2459
2460         } else if (!in_softirq()) {
2461
2462                 /*
2463                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2464                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2465                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2466                  * critical section, so note it.
2467                  */
2468
2469                 rcu_bh_qs();
2470         }
2471         rcu_preempt_check_callbacks();
2472         if (rcu_pending())
2473                 invoke_rcu_core();
2474         if (user)
2475                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2476         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2481  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2482  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2483  *
2484  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2485  */
2486 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2487                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2488                                   unsigned long *maxj),
2489                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2490 {
2491         unsigned long bit;
2492         int cpu;
2493         unsigned long flags;
2494         unsigned long mask;
2495         struct rcu_node *rnp;
2496
2497         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2498                 cond_resched_rcu_qs();
2499                 mask = 0;
2500                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2501                 smp_mb__after_unlock_lock();
2502                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2503                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2504                         return;
2505                 }
2506                 if (rnp->qsmask == 0) {
2507                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2508                         continue;
2509                 }
2510                 cpu = rnp->grplo;
2511                 bit = 1;
2512                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2513                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2514                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2515                                         *isidle = false;
2516                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2517                                         mask |= bit;
2518                         }
2519                 }
2520                 if (mask != 0) {
2521
2522                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2523                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2524                         continue;
2525                 }
2526                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2527         }
2528         rnp = rcu_get_root(rsp);
2529         if (rnp->qsmask == 0) {
2530                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2531                 smp_mb__after_unlock_lock();
2532                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2533         }
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2538  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2539  */
2540 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2541 {
2542         unsigned long flags;
2543         bool ret;
2544         struct rcu_node *rnp;
2545         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2546
2547         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2548         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2549         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2550                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2551                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2552                 if (rnp_old != NULL)
2553                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2554                 if (ret) {
2555                         rsp->n_force_qs_lh++;
2556                         return;
2557                 }
2558                 rnp_old = rnp;
2559         }
2560         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2561
2562         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2563         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2564         smp_mb__after_unlock_lock();
2565         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2566         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2567                 rsp->n_force_qs_lh++;
2568                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2569                 return;  /* Someone beat us to it. */
2570         }
2571         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2572                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2573         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2574         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2575 }
2576
2577 /*
2578  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2579  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2580  * whom the rdp belongs.
2581  */
2582 static void
2583 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2584 {
2585         unsigned long flags;
2586         bool needwake;
2587         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2588
2589         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2590
2591         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2592         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2593
2594         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2595         local_irq_save(flags);
2596         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2597                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2598                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2599                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2600                 if (needwake)
2601                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2602         } else {
2603                 local_irq_restore(flags);
2604         }
2605
2606         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2607         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2608                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2609
2610         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2611         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2612 }
2613
2614 /*
2615  * Do RCU core processing for the current CPU.
2616  */
2617 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2618 {
2619         struct rcu_state *rsp;
2620
2621         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2622                 return;
2623         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2624         for_each_rcu_flavor(rsp)
2625                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2626         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2631  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2632  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2633  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2634  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2635  */
2636 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2637 {
2638         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2639                 return;
2640         if (likely(!rsp->boost)) {
2641                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2642                 return;
2643         }
2644         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2645 }
2646
2647 static void invoke_rcu_core(void)
2648 {
2649         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2650                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2651 }
2652
2653 /*
2654  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2655  */
2656 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2657                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2658 {
2659         bool needwake;
2660
2661         /*
2662          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2663          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2664          */
2665         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2666                 invoke_rcu_core();
2667
2668         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2669         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2670                 return;
2671
2672         /*
2673          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2674          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2675          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2676          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2677          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2678          */
2679         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2680
2681                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2682                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2683
2684                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2685                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2686                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2687
2688                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2689                         smp_mb__after_unlock_lock();
2690                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2691                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2692                         if (needwake)
2693                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2694                 } else {
2695                         /* Give the grace period a kick. */
2696                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2697                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2698                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2699                                 force_quiescent_state(rsp);
2700                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2701                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2702                 }
2703         }
2704 }
2705
2706 /*
2707  * RCU callback function to leak a callback.
2708  */
2709 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2710 {
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2715  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2716  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2717  * is expected to specify a CPU.
2718  */
2719 static void
2720 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2721            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2722 {
2723         unsigned long flags;
2724         struct rcu_data *rdp;
2725
2726         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2727         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2728                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2729                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2730                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2731                 return;
2732         }
2733         head->func = func;
2734         head->next = NULL;
2735
2736         /*
2737          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2738          * Note that we might see a beginning right after we see an
2739          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2740          * a quiescent state betweentimes.
2741          */
2742         local_irq_save(flags);
2743         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2744
2745         /* Add the callback to our list. */
2746         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2747                 int offline;
2748
2749                 if (cpu != -1)
2750                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2751                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2752                 WARN_ON_ONCE(offline);
2753                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2754                 local_irq_restore(flags);
2755                 return;
2756         }
2757         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
2758         if (lazy)
2759                 rdp->qlen_lazy++;
2760         else
2761                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2762         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2763         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2764         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2765
2766         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2767                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2768                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2769         else
2770                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2771
2772         /* Go handle any RCU core processing required. */
2773         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2774         local_irq_restore(flags);
2775 }
2776
2777 /*
2778  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2779  */
2780 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2781 {
2782         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2783 }
2784 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2785
2786 /*
2787  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2788  */
2789 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2790 {
2791         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2792 }
2793 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2794
2795 /*
2796  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2797  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2798  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2799  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2800  * function may only be called from __kfree_rcu().
2801  */
2802 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2803                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2804 {
2805         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2806 }
2807 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2808
2809 /*
2810  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2811  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2812  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2813  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2814  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2815  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2816  * some overhead: RCU still operates correctly.
2817  */
2818 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2819 {
2820         int ret;
2821
2822         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2823         preempt_disable();
2824         ret = num_online_cpus() <= 1;
2825         preempt_enable();
2826         return ret;
2827 }
2828
2829 /**
2830  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2831  *
2832  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2833  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2834  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2835  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2836  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2837  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2838  * rcu_read_lock_sched().
2839  *
2840  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2841  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2842  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2843  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2844  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2845  *
2846  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2847  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2848  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2849  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2850  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2851  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2852  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2853  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2854  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2855  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2856  * that are executing in the kernel.
2857  *
2858  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2859  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2860  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2861  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2862  * again only if the system has more than one CPU).
2863  *
2864  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2865  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2866  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2867  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2868  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2869  */
2870 void synchronize_sched(void)
2871 {
2872         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2873                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2874                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2875                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2876         if (rcu_blocking_is_gp())
2877                 return;
2878         if (rcu_expedited)
2879                 synchronize_sched_expedited();
2880         else
2881                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2882 }
2883 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2884
2885 /**
2886  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2887  *
2888  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2889  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2890  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2891  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2892  * and may be nested.
2893  *
2894  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2895  * on memory ordering guarantees.
2896  */
2897 void synchronize_rcu_bh(void)
2898 {
2899         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2900                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2901                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2902                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2903         if (rcu_blocking_is_gp())
2904                 return;
2905         if (rcu_expedited)
2906                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2907         else
2908                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2909 }
2910 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2911
2912 /**
2913  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2914  *
2915  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2916  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2917  * meantime.
2918  */
2919 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2920 {
2921         /*
2922          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2923          * before the load from ->gpnum.
2924          */
2925         smp_mb();  /* ^^^ */
2926
2927         /*
2928          * Make sure this load happens before the purportedly
2929          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2930          * and cond_synchronize_rcu().
2931          */
2932         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2933 }
2934 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2935
2936 /**
2937  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2938  *
2939  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2940  *
2941  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2942  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2943  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2944  *
2945  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2946  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2947  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2948  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2949  */
2950 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2951 {
2952         unsigned long newstate;
2953
2954         /*
2955          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2956          * actions the caller might carry out after we return.
2957          */
2958         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2959         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2960                 synchronize_rcu();
2961 }
2962 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2963
2964 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2965 {
2966         /*
2967          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2968          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2969          * time that it returns.
2970          *
2971          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2972          * above condition is already met when the control reaches
2973          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2974          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2975          * robustness against future implementation changes.
2976          */
2977         smp_mb(); /* See above comment block. */
2978         return 0;
2979 }
2980
2981 /**
2982  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2983  *
2984  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2985  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2986  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2987  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2988  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2989  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2990  * synchronize_sched() instead.
2991  *
2992  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2993  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2994  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2995  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2996  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2997  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2998  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2999  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
3000  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
3001  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
3002  *
3003  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
3004  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
3005  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
3006  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
3007  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
3008  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
3009  * doing our work for us.
3010  *
3011  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
3012  */
3013 void synchronize_sched_expedited(void)
3014 {
3015         cpumask_var_t cm;
3016         bool cma = false;
3017         int cpu;
3018         long firstsnap, s, snap;
3019         int trycount = 0;
3020         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3021
3022         /*
3023          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
3024          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
3025          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
3026          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
3027          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
3028          * course be required on a 64-bit system.
3029          */
3030         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
3031                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
3032                          ULONG_MAX / 8)) {
3033                 synchronize_sched();
3034                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
3035                 return;
3036         }
3037
3038         /*
3039          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
3040          * full memory barrier.
3041          */
3042         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
3043         firstsnap = snap;
3044         if (!try_get_online_cpus()) {
3045                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3046                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3047                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3048                 return;
3049         }
3050         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3051
3052         /* Offline CPUs, idle CPUs, and any CPU we run on are quiescent. */
3053         cma = zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL);
3054         if (cma) {
3055                 cpumask_copy(cm, cpu_online_mask);
3056                 cpumask_clear_cpu(raw_smp_processor_id(), cm);
3057                 for_each_cpu(cpu, cm) {
3058                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3059
3060                         if (!(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3061                                 cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
3062                 }
3063                 if (cpumask_weight(cm) == 0)
3064                         goto all_cpus_idle;
3065         }
3066
3067         /*
3068          * Each pass through the following loop attempts to force a
3069          * context switch on each CPU.
3070          */
3071         while (try_stop_cpus(cma ? cm : cpu_online_mask,
3072                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3073                              NULL) == -EAGAIN) {
3074                 put_online_cpus();
3075                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3076
3077                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3078                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3079                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3080                         /* ensure test happens before caller kfree */
3081                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3082                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3083                         free_cpumask_var(cm);
3084                         return;
3085                 }
3086
3087                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3088                 if (trycount++ < 10) {
3089                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3090                 } else {
3091                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3092                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3093                         free_cpumask_var(cm);
3094                         return;
3095                 }
3096
3097                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3098                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3099                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3100                         /* ensure test happens before caller kfree */
3101                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3102                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3103                         free_cpumask_var(cm);
3104                         return;
3105                 }
3106
3107                 /*
3108                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3109                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3110                  * after they started, so our grace period works for them,
3111                  * and they started after our first try, so their grace
3112                  * period works for us.
3113                  */
3114                 if (!try_get_online_cpus()) {
3115                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3116                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3117                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3118                         free_cpumask_var(cm);
3119                         return;
3120                 }
3121                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3122                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3123         }
3124         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3125
3126 all_cpus_idle:
3127         free_cpumask_var(cm);
3128
3129         /*
3130          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3131          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3132          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3133          * than we did already did their update.
3134          */
3135         do {
3136                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3137                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3138                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3139                         /* ensure test happens before caller kfree */
3140                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3141                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3142                         break;
3143                 }
3144         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3145         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3146
3147         put_online_cpus();
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3150
3151 /*
3152  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3153  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3154  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3155  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3156  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3157  */
3158 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3159 {
3160         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3161
3162         rdp->n_rcu_pending++;
3163
3164         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3165         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3166
3167         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3168         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3169                 return 0;
3170
3171         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3172         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3173             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3174                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3175         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3176                 rdp->n_rp_report_qs++;
3177                 return 1;
3178         }
3179
3180         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3181         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3182                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3183                 return 1;
3184         }
3185
3186         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3187         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3188                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3189                 return 1;
3190         }
3191
3192         /* Has another RCU grace period completed?  */
3193         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3194                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3195                 return 1;
3196         }
3197
3198         /* Has a new RCU grace period started? */
3199         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3200             unlikely(ACCESS_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3201                 rdp->n_rp_gp_started++;
3202                 return 1;
3203         }
3204
3205         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3206         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3207                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3208                 return 1;
3209         }
3210
3211         /* nothing to do */
3212         rdp->n_rp_need_nothing++;
3213         return 0;
3214 }
3215
3216 /*
3217  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3218  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3219  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3220  */
3221 static int rcu_pending(void)
3222 {
3223         struct rcu_state *rsp;
3224
3225         for_each_rcu_flavor(rsp)
3226                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3227                         return 1;
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3233  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3234  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3235  */
3236 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3237 {
3238         bool al = true;
3239         bool hc = false;
3240         struct rcu_data *rdp;
3241         struct rcu_state *rsp;
3242
3243         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3244                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3245                 if (!rdp->nxtlist)
3246                         continue;
3247                 hc = true;
3248                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3249                         al = false;
3250                         break;
3251                 }
3252         }
3253         if (all_lazy)
3254                 *all_lazy = al;
3255         return hc;
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3260  * the compiler is expected to optimize this away.
3261  */
3262 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3263                                int cpu, unsigned long done)
3264 {
3265         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3266                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3267 }
3268
3269 /*
3270  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3271  * up the task executing _rcu_barrier().
3272  */
3273 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3274 {
3275         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3276         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3277
3278         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3279                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3280                 complete(&rsp->barrier_completion);
3281         } else {
3282                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3283         }
3284 }
3285
3286 /*
3287  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3288  */
3289 static void rcu_barrier_func(void *type)
3290 {
3291         struct rcu_state *rsp = type;
3292         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3293
3294         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3295         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3296         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3297 }
3298
3299 /*
3300  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3301  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3302  */
3303 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3304 {
3305         int cpu;
3306         struct rcu_data *rdp;
3307         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3308         unsigned long snap_done;
3309
3310         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3311
3312         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3313         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3314
3315         /*
3316          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3317          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3318          */
3319         smp_mb();  /* See above block comment. */
3320
3321         /*
3322          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3323          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3324          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3325          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3326          */
3327         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3328         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3329
3330         /*
3331          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3332          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3333          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3334          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3335          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3336          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3337          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3338          * this for us (thank you, Linus!).
3339          */
3340         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3341                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3342                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3343                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3344                 return;
3345         }
3346
3347         /*
3348          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3349          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3350          * the increment to precede the early-exit check.
3351          */
3352         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3353         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3354         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3355         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3356
3357         /*
3358          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3359          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3360          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3361          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3362          */
3363         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3364         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3365         get_online_cpus();
3366
3367         /*
3368          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3369          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3370          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3371          */
3372         for_each_possible_cpu(cpu) {
3373                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3374                         continue;
3375                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3376                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3377                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3378                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3379                                                    rsp->n_barrier_done);
3380                         } else {
3381                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3382                                                    rsp->n_barrier_done);
3383                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3384                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3385                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3386                         }
3387                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3388                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3389                                            rsp->n_barrier_done);
3390                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3391                 } else {
3392                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3393                                            rsp->n_barrier_done);
3394                 }
3395         }
3396         put_online_cpus();
3397
3398         /*
3399          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3400          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3401          */
3402         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3403                 complete(&rsp->barrier_completion);
3404
3405         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3406         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3407         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3408         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3409         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3410         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3411
3412         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3413         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3414
3415         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3416         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3417 }
3418
3419 /**
3420  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3421  */
3422 void rcu_barrier_bh(void)
3423 {
3424         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3425 }
3426 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3427
3428 /**
3429  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3430  */
3431 void rcu_barrier_sched(void)
3432 {
3433         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3436
3437 /*
3438  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3439  */
3440 static void __init
3441 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3442 {
3443         unsigned long flags;
3444         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3445         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3446
3447         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3448         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3449         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3450         init_callback_list(rdp);
3451         rdp->qlen_lazy = 0;
3452         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3453         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3454         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3455         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3456         rdp->cpu = cpu;
3457         rdp->rsp = rsp;
3458         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3459         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3460 }
3461
3462 /*
3463  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3464  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3465  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3466  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3467  */
3468 static void
3469 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3470 {
3471         unsigned long flags;
3472         unsigned long mask;
3473         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3474         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3475
3476         /* Exclude new grace periods. */
3477         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3478
3479         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3480         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3481         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3482         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3483         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3484         rdp->blimit = blimit;
3485         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3486         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3487         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3488         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3489                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3490         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3491
3492         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3493         rnp = rdp->mynode;
3494         mask = rdp->grpmask;
3495         do {
3496                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3497                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3498                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3499                 mask = rnp->grpmask;
3500                 if (rnp == rdp->mynode) {
3501                         /*
3502                          * If there is a grace period in progress, we will
3503                          * set up to wait for it next time we run the
3504                          * RCU core code.
3505                          */
3506                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3507                         rdp->completed = rnp->completed;
3508                         rdp->passed_quiesce = 0;
3509                         rdp->qs_pending = 0;
3510                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3511                 }
3512                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3513                 rnp = rnp->parent;
3514         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3515         local_irq_restore(flags);
3516
3517         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3518 }
3519
3520 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3521 {
3522         struct rcu_state *rsp;
3523
3524         for_each_rcu_flavor(rsp)
3525                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3526 }
3527
3528 /*
3529  * Handle CPU online/offline notification events.
3530  */
3531 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3532                                     unsigned long action, void *hcpu)
3533 {
3534         long cpu = (long)hcpu;
3535         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3536         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3537         struct rcu_state *rsp;
3538
3539         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3540         switch (action) {
3541         case CPU_UP_PREPARE:
3542         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3543                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3544                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3545                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3546                 break;
3547         case CPU_ONLINE:
3548         case CPU_DOWN_FAILED:
3549                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3550                 break;
3551         case CPU_DOWN_PREPARE:
3552                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3553                 break;
3554         case CPU_DYING:
3555         case CPU_DYING_FROZEN:
3556                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3557                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3558                 break;
3559         case CPU_DEAD:
3560         case CPU_DEAD_FROZEN:
3561         case CPU_UP_CANCELED:
3562         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3563                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3564                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3565                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3566                 }
3567                 break;
3568         default:
3569                 break;
3570         }
3571         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3572         return NOTIFY_OK;
3573 }
3574
3575 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3576                          unsigned long action, void *hcpu)
3577 {
3578         switch (action) {
3579         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3580         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3581                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3582                         rcu_expedited = 1;
3583                 break;
3584         case PM_POST_HIBERNATION:
3585         case PM_POST_SUSPEND:
3586                 rcu_expedited = 0;
3587                 break;
3588         default:
3589                 break;
3590         }
3591         return NOTIFY_OK;
3592 }
3593
3594 /*
3595  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3596  */
3597 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3598 {
3599         unsigned long flags;
3600         struct rcu_node *rnp;
3601         struct rcu_state *rsp;
3602         struct task_struct *t;
3603
3604         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3605         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3606                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3607                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3608                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3609                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3610                 rsp->gp_kthread = t;
3611                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3612         }
3613         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3614         rcu_spawn_boost_kthreads();
3615         return 0;
3616 }
3617 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3618
3619 /*
3620  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3621  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3622  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3623  * task is booting the system).  After this function is called, the
3624  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3625  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3626  */
3627 void rcu_scheduler_starting(void)
3628 {
3629         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3630         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3631         rcu_scheduler_active = 1;
3632 }
3633
3634 /*
3635  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3636  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3637  */
3638 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3639 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3640 {
3641         int i;
3642
3643         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3644         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3645                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3646 }
3647 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3648 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3649 {
3650         int ccur;
3651         int cprv;
3652         int i;
3653
3654         cprv = nr_cpu_ids;
3655         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3656                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3657                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3658                 cprv = ccur;
3659         }
3660 }
3661 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3662
3663 /*
3664  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3665  */
3666 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3667                 struct rcu_data __percpu *rda)
3668 {
3669         static const char * const buf[] = {
3670                 "rcu_node_0",
3671                 "rcu_node_1",
3672                 "rcu_node_2",
3673                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3674         static const char * const fqs[] = {
3675                 "rcu_node_fqs_0",
3676                 "rcu_node_fqs_1",
3677                 "rcu_node_fqs_2",
3678                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3679         static u8 fl_mask = 0x1;
3680         int cpustride = 1;
3681         int i;
3682         int j;
3683         struct rcu_node *rnp;
3684
3685         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3686
3687         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3688         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3689                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3690
3691         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3692
3693         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3694                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3695         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3696                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3697         rcu_init_levelspread(rsp);
3698         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3699         fl_mask <<= 1;
3700
3701         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3702
3703         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3704                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3705                 rnp = rsp->level[i];
3706                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3707                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3708                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3709                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3710                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3711                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3712                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3713                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3714                         rnp->completed = rsp->completed;
3715                         rnp->qsmask = 0;
3716                         rnp->qsmaskinit = 0;
3717                         rnp->grplo = j * cpustride;
3718                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3719                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3720                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3721                         if (i == 0) {
3722                                 rnp->grpnum = 0;
3723                                 rnp->grpmask = 0;
3724                                 rnp->parent = NULL;
3725                         } else {
3726                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3727                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3728                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3729                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3730                         }
3731                         rnp->level = i;
3732                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3733                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3734                 }
3735         }
3736
3737         rsp->rda = rda;
3738         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3739         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3740         for_each_possible_cpu(i) {
3741                 while (i > rnp->grphi)
3742                         rnp++;
3743                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3744                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3745         }
3746         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3747 }
3748
3749 /*
3750  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3751  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3752  * the ->node array in the rcu_state structure.
3753  */
3754 static void __init rcu_init_geometry(void)
3755 {
3756         ulong d;
3757         int i;
3758         int j;
3759         int n = nr_cpu_ids;
3760         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3761
3762         /*
3763          * Initialize any unspecified boot parameters.
3764          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3765          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3766          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3767          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3768          */
3769         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3770         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3771                 jiffies_till_first_fqs = d;
3772         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3773                 jiffies_till_next_fqs = d;
3774
3775         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3776         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3777             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3778                 return;
3779         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3780                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3781
3782         /*
3783          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3784          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3785          * some of the arithmetic easier.
3786          */
3787         rcu_capacity[0] = 1;
3788         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3789         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3790                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3791
3792         /*
3793          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3794          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3795          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3796          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3797          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3798          * compile-time values if these limits are exceeded.
3799          */
3800         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3801             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3802             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3803                 WARN_ON(1);
3804                 return;
3805         }
3806
3807         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3808         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3809                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3810                         for (j = 0; j <= i; j++)
3811                                 num_rcu_lvl[j] =
3812                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3813                         rcu_num_lvls = i;
3814                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3815                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3816                         break;
3817                 }
3818
3819         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3820         rcu_num_nodes = 0;
3821         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3822                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3823         rcu_num_nodes -= n;
3824 }
3825
3826 void __init rcu_init(void)
3827 {
3828         int cpu;
3829
3830         rcu_bootup_announce();
3831         rcu_init_geometry();
3832         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3833         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3834         __rcu_init_preempt();
3835         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3836
3837         /*
3838          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3839          * this is called early in boot, before either interrupts
3840          * or the scheduler are operational.
3841          */
3842         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3843         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3844         for_each_online_cpu(cpu)
3845                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3846
3847         rcu_early_boot_tests();
3848 }
3849
3850 #include "tree_plugin.h"