]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge tag 'drm-misc-fixes-2017-06-15' of git://anongit.freedesktop.org/git/drm-misc...
[karo-tx-linux.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_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.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 <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_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_pend = RCU_CBLIST_INITIALIZER(sname##_state.orphan_pend), \
102         .orphan_done = RCU_CBLIST_INITIALIZER(sname##_state.orphan_done), \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
105         .abbr = sabbr, \
106         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
107         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
108 }
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 *const rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
117 static bool dump_tree;
118 module_param(dump_tree, bool, 0444);
119 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
120 static bool rcu_fanout_exact;
121 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
122 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
123 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
124 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
125 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
126 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
127 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
128 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
129 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
130 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
134  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
135  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
136  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
137  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
138  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
139  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
140  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
141  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
142  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
143  */
144 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
145 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
146
147 /*
148  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
149  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
150  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
151  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
152  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
153  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
154  *
155  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
156  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
157  * a time.
158  */
159 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
160
161 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
163 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
164 static void invoke_rcu_core(void);
165 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
166 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
167                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
168 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
169
170 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
171 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
172 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
173 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
174 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
175 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
176 module_param(kthread_prio, int, 0644);
177
178 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
179
180 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
181 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
182 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
183 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
184 static const int gp_preinit_delay;
185 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
186
187 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
188 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
189 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
190 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
191 static const int gp_init_delay;
192 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
193
194 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
195 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
196 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
197 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
198 static const int gp_cleanup_delay;
199 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
200
201 /*
202  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
203  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
204  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
205  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
206  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
207  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
208  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
209  */
210 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
211
212 /*
213  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
214  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
215  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
216  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
217  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
218  * These variables enable correlating rcutorture output with the
219  * RCU tracing information.
220  */
221 unsigned long rcutorture_testseq;
222 unsigned long rcutorture_vernum;
223
224 /*
225  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
226  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
227  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
228  * in most contexts.
229  */
230 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
231 {
232         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
233 }
234
235 /*
236  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
237  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
238  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
239  */
240 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
241 {
242         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
243 }
244
245 /*
246  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
247  * how many quiescent states passed, just if there was at least
248  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
249  * The caller must have disabled preemption.
250  */
251 void rcu_sched_qs(void)
252 {
253         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
254                 return;
255         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
256                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
257                                TPS("cpuqs"));
258         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
259         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
260                 return;
261         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
262         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
263                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
264 }
265
266 void rcu_bh_qs(void)
267 {
268         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
269                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
270                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
271                                        TPS("cpuqs"));
272                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
273         }
274 }
275
276 /*
277  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
278  * control.  Initially this is for TLB flushing.
279  */
280 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
281 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
282 #ifndef rcu_eqs_special_exit
283 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
284 #endif
285
286 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
287         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
288         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
289 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
290         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
291         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
292 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
293 };
294
295 /*
296  * There's a few places, currently just in the tracing infrastructure,
297  * that uses rcu_irq_enter() to make sure RCU is watching. But there's
298  * a small location where that will not even work. In those cases
299  * rcu_irq_enter_disabled() needs to be checked to make sure rcu_irq_enter()
300  * can be called.
301  */
302 static DEFINE_PER_CPU(bool, disable_rcu_irq_enter);
303
304 bool rcu_irq_enter_disabled(void)
305 {
306         return this_cpu_read(disable_rcu_irq_enter);
307 }
308
309 /*
310  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
311  * called when not already in an extended quiescent state.
312  */
313 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
314 {
315         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
316         int seq;
317
318         /*
319          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
320          * critical sections, and we also must force ordering with the
321          * next idle sojourn.
322          */
323         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
324         /* Better be in an extended quiescent state! */
325         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
326                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
327         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
328         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
329                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
330 }
331
332 /*
333  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
334  * called from an extended quiescent state.
335  */
336 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
337 {
338         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
339         int seq;
340
341         /*
342          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
343          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
344          * critical section.
345          */
346         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
347         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
348                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
349         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
350                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
351                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
352                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
353                 rcu_eqs_special_exit();
354         }
355 }
356
357 /*
358  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
359  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
360  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
361  * to the next non-quiescent value.
362  *
363  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
364  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
365  * or when the corresponding CPU is offline.
366  */
367 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
368 {
369         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
370
371         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
372                 return;
373         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
374 }
375
376 /*
377  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
378  *
379  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
380  */
381 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
382 {
383         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
384
385         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
386 }
387
388 /*
389  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
390  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
391  */
392 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
393 {
394         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
395
396         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
397 }
398
399 /*
400  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
401  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
402  */
403 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
404 {
405         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
406 }
407
408 /*
409  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
410  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
411  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
412  */
413 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
414 {
415         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
416 }
417
418 /*
419  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
420  * momentary idle-CPU quiescent state.
421  */
422 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
423 {
424         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
425         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
426                                         &rdtp->dynticks);
427
428         /* It is illegal to call this from idle state. */
429         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
430 }
431
432 /*
433  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
434  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
435  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
436  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
437  * an extended quiescent state.
438  */
439 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
440 {
441         int old;
442         int new;
443         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
444
445         do {
446                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
447                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
448                         return false;
449                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
450         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
451         return true;
452 }
453
454 /*
455  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
456  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
457  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
458  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
459  * this CPU might (or might not) do in the near future.
460  *
461  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
462  *
463  * The caller must have disabled interrupts.
464  */
465 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
466 {
467         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
468         rcu_dynticks_momentary_idle();
469 }
470
471 /*
472  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
473  * and requires special handling for preemptible RCU.
474  * The caller must have disabled interrupts.
475  */
476 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
477 {
478         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
479         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
480         rcu_sched_qs();
481         rcu_preempt_note_context_switch();
482         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
483         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
484                 goto out;
485         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
486         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
487                 rcu_momentary_dyntick_idle();
488         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
489         if (!preempt)
490                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
491 out:
492         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
493         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
494 }
495 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
496
497 /*
498  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
499  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
500  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
501  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
502  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
503  * all RCU flavors.
504  *
505  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
506  * called externally, but just in case this is called from within this
507  * file.
508  *
509  */
510 void rcu_all_qs(void)
511 {
512         unsigned long flags;
513
514         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
515                 return;
516         preempt_disable();
517         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
518         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
519                 preempt_enable();
520                 return;
521         }
522         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
523         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
524         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
525                 local_irq_save(flags);
526                 rcu_momentary_dyntick_idle();
527                 local_irq_restore(flags);
528         }
529         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
530                 rcu_sched_qs();
531         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
532         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
533         preempt_enable();
534 }
535 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
536
537 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
538 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
539 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
540
541 module_param(blimit, long, 0444);
542 module_param(qhimark, long, 0444);
543 module_param(qlowmark, long, 0444);
544
545 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
546 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
547 static bool rcu_kick_kthreads;
548
549 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
550 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
551 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
552
553 /*
554  * How long the grace period must be before we start recruiting
555  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
556  */
557 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
558 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
559
560 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
561                                   struct rcu_data *rdp);
562 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
563                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
564                                   unsigned long *maxj),
565                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
566 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
567 static int rcu_pending(void);
568
569 /*
570  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
571  */
572 unsigned long rcu_batches_started(void)
573 {
574         return rcu_state_p->gpnum;
575 }
576 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
577
578 /*
579  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
580  */
581 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
582 {
583         return rcu_sched_state.gpnum;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
586
587 /*
588  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
589  */
590 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
591 {
592         return rcu_bh_state.gpnum;
593 }
594 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
595
596 /*
597  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
598  */
599 unsigned long rcu_batches_completed(void)
600 {
601         return rcu_state_p->completed;
602 }
603 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
604
605 /*
606  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
607  */
608 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
609 {
610         return rcu_sched_state.completed;
611 }
612 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
613
614 /*
615  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
616  */
617 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
618 {
619         return rcu_bh_state.completed;
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
622
623 /*
624  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
625  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
626  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
627  * the cumulative batches since boot.
628  */
629 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
630 {
631         return rcu_state_p->expedited_sequence;
632 }
633 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
634
635 /*
636  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
637  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
638  */
639 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
640 {
641         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
642 }
643 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
644
645 /*
646  * Force a quiescent state.
647  */
648 void rcu_force_quiescent_state(void)
649 {
650         force_quiescent_state(rcu_state_p);
651 }
652 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
653
654 /*
655  * Force a quiescent state for RCU BH.
656  */
657 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
658 {
659         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
660 }
661 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
662
663 /*
664  * Force a quiescent state for RCU-sched.
665  */
666 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
667 {
668         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
671
672 /*
673  * Show the state of the grace-period kthreads.
674  */
675 void show_rcu_gp_kthreads(void)
676 {
677         struct rcu_state *rsp;
678
679         for_each_rcu_flavor(rsp) {
680                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
681                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
682                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
683         }
684 }
685 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
686
687 /*
688  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
689  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
690  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
691  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
692  * store this state in rcutorture itself.
693  */
694 void rcutorture_record_test_transition(void)
695 {
696         rcutorture_testseq++;
697         rcutorture_vernum = 0;
698 }
699 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
700
701 /*
702  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
703  */
704 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
705                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
706 {
707         struct rcu_state *rsp = NULL;
708
709         switch (test_type) {
710         case RCU_FLAVOR:
711                 rsp = rcu_state_p;
712                 break;
713         case RCU_BH_FLAVOR:
714                 rsp = &rcu_bh_state;
715                 break;
716         case RCU_SCHED_FLAVOR:
717                 rsp = &rcu_sched_state;
718                 break;
719         default:
720                 break;
721         }
722         if (rsp == NULL)
723                 return;
724         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
725         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
726         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
729
730 /*
731  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
732  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
733  * messages.
734  */
735 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
736 {
737         rcutorture_vernum++;
738 }
739 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
740
741 /*
742  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
743  */
744 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
745 {
746         return &rsp->node[0];
747 }
748
749 /*
750  * Is there any need for future grace periods?
751  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
752  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
753  */
754 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
755 {
756         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
757         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
758         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
759
760         return READ_ONCE(*fp);
761 }
762
763 /*
764  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
765  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
766  * normal callback registry.
767  */
768 static bool
769 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
770 {
771         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
772                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
773         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
774                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
775         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
776                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
777         if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
778                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
779         if (rcu_segcblist_future_gp_needed(&rdp->cblist,
780                                            READ_ONCE(rsp->completed)))
781                 return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
782         return false; /* No grace period needed. */
783 }
784
785 /*
786  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is entering an extended quiescent state
787  *
788  * Enter idle, doing appropriate accounting.  The caller must have
789  * disabled interrupts.
790  */
791 static void rcu_eqs_enter_common(bool user)
792 {
793         struct rcu_state *rsp;
794         struct rcu_data *rdp;
795         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
796
797         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
798         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
799             !user && !is_idle_task(current)) {
800                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
801                         idle_task(smp_processor_id());
802
803                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
804                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
805                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
806                           current->pid, current->comm,
807                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
808         }
809         for_each_rcu_flavor(rsp) {
810                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
811                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
812         }
813         rcu_prepare_for_idle();
814         __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
815         rdtp->dynticks_nesting = 0; /* Breaks tracing momentarily. */
816         rcu_dynticks_eqs_enter(); /* After this, tracing works again. */
817         __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
818         rcu_dynticks_task_enter();
819
820         /*
821          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
822          * in an RCU read-side critical section.
823          */
824         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
825                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
826         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
827                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
828         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
829                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
830 }
831
832 /*
833  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
834  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
835  */
836 static void rcu_eqs_enter(bool user)
837 {
838         struct rcu_dynticks *rdtp;
839
840         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
841         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
842                      (rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
843         if ((rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
844                 rcu_eqs_enter_common(user);
845         else
846                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
847 }
848
849 /**
850  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
851  *
852  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
853  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
854  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
855  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
856  *
857  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
858  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
859  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
860  */
861 void rcu_idle_enter(void)
862 {
863         unsigned long flags;
864
865         local_irq_save(flags);
866         rcu_eqs_enter(false);
867         rcu_sysidle_enter(0);
868         local_irq_restore(flags);
869 }
870 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
871
872 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
873 /**
874  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
875  *
876  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
877  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
878  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
879  * when the CPU runs in userspace.
880  */
881 void rcu_user_enter(void)
882 {
883         rcu_eqs_enter(1);
884 }
885 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
886
887 /**
888  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
889  *
890  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
891  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
892  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
893  *
894  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
895  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
896  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
897  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
898  *
899  * Use things like work queues to work around this limitation.
900  *
901  * You have been warned.
902  */
903 void rcu_irq_exit(void)
904 {
905         struct rcu_dynticks *rdtp;
906
907         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
908         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
909         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
910                      rdtp->dynticks_nesting < 1);
911         if (rdtp->dynticks_nesting <= 1) {
912                 rcu_eqs_enter_common(true);
913         } else {
914                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nesting - 1);
915                 rdtp->dynticks_nesting--;
916         }
917         rcu_sysidle_enter(1);
918 }
919
920 /*
921  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
922  */
923 void rcu_irq_exit_irqson(void)
924 {
925         unsigned long flags;
926
927         local_irq_save(flags);
928         rcu_irq_exit();
929         local_irq_restore(flags);
930 }
931
932 /*
933  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
934  *
935  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
936  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
937  * The caller must have disabled interrupts.
938  */
939 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
940 {
941         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
942
943         rcu_dynticks_task_exit();
944         rcu_dynticks_eqs_exit();
945         rcu_cleanup_after_idle();
946         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
947         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
948             !user && !is_idle_task(current)) {
949                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
950                         idle_task(smp_processor_id());
951
952                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
953                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
954                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
955                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
956                           current->pid, current->comm,
957                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
958         }
959 }
960
961 /*
962  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
963  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
964  */
965 static void rcu_eqs_exit(bool user)
966 {
967         struct rcu_dynticks *rdtp;
968         long long oldval;
969
970         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
971         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
972         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
973         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
974                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
975         } else {
976                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
977                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
978         }
979 }
980
981 /**
982  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
983  *
984  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
985  * read-side critical sections can occur.
986  *
987  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
988  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
989  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
990  * now starting.
991  */
992 void rcu_idle_exit(void)
993 {
994         unsigned long flags;
995
996         local_irq_save(flags);
997         rcu_eqs_exit(false);
998         rcu_sysidle_exit(0);
999         local_irq_restore(flags);
1000 }
1001 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
1002
1003 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1004 /**
1005  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
1006  *
1007  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
1008  * run a RCU read side critical section anytime.
1009  */
1010 void rcu_user_exit(void)
1011 {
1012         rcu_eqs_exit(1);
1013 }
1014 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1015
1016 /**
1017  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1018  *
1019  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1020  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1021  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1022  *
1023  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1024  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
1025  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
1026  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
1027  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
1028  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
1029  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
1030  *
1031  * Use things like work queues to work around this limitation.
1032  *
1033  * You have been warned.
1034  */
1035 void rcu_irq_enter(void)
1036 {
1037         struct rcu_dynticks *rdtp;
1038         long long oldval;
1039
1040         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
1041         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1042         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
1043         rdtp->dynticks_nesting++;
1044         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
1045                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
1046         if (oldval)
1047                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
1048         else
1049                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
1050         rcu_sysidle_exit(1);
1051 }
1052
1053 /*
1054  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1055  */
1056 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1057 {
1058         unsigned long flags;
1059
1060         local_irq_save(flags);
1061         rcu_irq_enter();
1062         local_irq_restore(flags);
1063 }
1064
1065 /**
1066  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1067  *
1068  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1069  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1070  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1071  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1072  * run out of stack space first.)
1073  */
1074 void rcu_nmi_enter(void)
1075 {
1076         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1077         int incby = 2;
1078
1079         /* Complain about underflow. */
1080         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1081
1082         /*
1083          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1084          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1085          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1086          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1087          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1088          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1089          */
1090         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1091                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1092                 incby = 1;
1093         }
1094         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1095         barrier();
1096 }
1097
1098 /**
1099  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1100  *
1101  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1102  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1103  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1104  * being RCU-idle.
1105  */
1106 void rcu_nmi_exit(void)
1107 {
1108         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1109
1110         /*
1111          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1112          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1113          * to us!)
1114          */
1115         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1116         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
1117
1118         /*
1119          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1120          * leave it in non-RCU-idle state.
1121          */
1122         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1123                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1124                 return;
1125         }
1126
1127         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1128         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1129         rcu_dynticks_eqs_enter();
1130 }
1131
1132 /**
1133  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1134  *
1135  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1136  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1137  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1138  * least disabled preemption.
1139  */
1140 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1141 {
1142         return !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1143 }
1144
1145 /**
1146  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1147  *
1148  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1149  * or NMI handler, return true.
1150  */
1151 bool notrace rcu_is_watching(void)
1152 {
1153         bool ret;
1154
1155         preempt_disable_notrace();
1156         ret = __rcu_is_watching();
1157         preempt_enable_notrace();
1158         return ret;
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1161
1162 /*
1163  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1164  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1165  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1166  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1167  * time around this task will generate another request.
1168  */
1169 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1170 {
1171         int cpu;
1172
1173         barrier();
1174         cpu = task_cpu(t);
1175         if (!task_curr(t))
1176                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1177         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1178 }
1179
1180 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1181
1182 /*
1183  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1184  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1185  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1186  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1187  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1188  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1189  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1190  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1191  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1192  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1193  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1194  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1195  * of the CPU.
1196  *
1197  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1198  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1199  *
1200  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1201  * errors from NMI handlers anyway.
1202  */
1203 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1204 {
1205         struct rcu_data *rdp;
1206         struct rcu_node *rnp;
1207         bool ret;
1208
1209         if (in_nmi())
1210                 return true;
1211         preempt_disable();
1212         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1213         rnp = rdp->mynode;
1214         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1215               !rcu_scheduler_fully_active;
1216         preempt_enable();
1217         return ret;
1218 }
1219 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1220
1221 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1222
1223 /**
1224  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1225  *
1226  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1227  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1228  * disabled preemption.
1229  */
1230 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1231 {
1232         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1237  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1238  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1239  */
1240 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1241                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1242 {
1243         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1244         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1245         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1246                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1247                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1248                                  rdp->mynode->gpnum))
1249                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1250                 return 1;
1251         }
1252         return 0;
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1257  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1258  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1259  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1260  */
1261 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1262                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1263 {
1264         unsigned long jtsq;
1265         bool *rnhqp;
1266         bool *ruqp;
1267         unsigned long rjtsc;
1268         struct rcu_node *rnp;
1269
1270         /*
1271          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1272          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1273          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1274          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1275          * read-side critical section that started before the beginning
1276          * of the current RCU grace period.
1277          */
1278         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1279                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1280                 rdp->dynticks_fqs++;
1281                 return 1;
1282         }
1283
1284         /* Compute and saturate jiffies_till_sched_qs. */
1285         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1286         rjtsc = rcu_jiffies_till_stall_check();
1287         if (jtsq > rjtsc / 2) {
1288                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, rjtsc);
1289                 jtsq = rjtsc / 2;
1290         } else if (jtsq < 1) {
1291                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, 1);
1292                 jtsq = 1;
1293         }
1294
1295         /*
1296          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1297          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1298          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1299          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1300          */
1301         rnp = rdp->mynode;
1302         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1303         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1304             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1305             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1306                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1307                 return 1;
1308         } else {
1309                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1310                 smp_store_release(ruqp, true);
1311         }
1312
1313         /* Check for the CPU being offline. */
1314         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1315                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1316                 rdp->offline_fqs++;
1317                 return 1;
1318         }
1319
1320         /*
1321          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1322          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1323          * even context-switching back and forth between a pair of
1324          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1325          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1326          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1327          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1328          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1329          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1330          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1331          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1332          * there are at most four threads involved, and because the
1333          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1334          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1335          * quite low.
1336          *
1337          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1338          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1339          * warning delay.
1340          */
1341         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1342         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1343             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1344              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1345                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1346                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1347                 smp_store_release(ruqp, true);
1348                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1349         }
1350
1351         /*
1352          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do
1353          * a resched_cpu() to try to loosen things up a bit.
1354          */
1355         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2)
1356                 resched_cpu(rdp->cpu);
1357
1358         return 0;
1359 }
1360
1361 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1362 {
1363         unsigned long j = jiffies;
1364         unsigned long j1;
1365
1366         rsp->gp_start = j;
1367         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1368         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1369         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1370         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1371         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1376  */
1377 static const char *gp_state_getname(short gs)
1378 {
1379         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1380                 return "???";
1381         return gp_state_names[gs];
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1386  */
1387 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1388 {
1389         unsigned long gpa;
1390         unsigned long j;
1391
1392         j = jiffies;
1393         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1394         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1395                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1396                        rsp->name, j - gpa,
1397                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1398                        rsp->gp_flags,
1399                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1400                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1401                 if (rsp->gp_kthread) {
1402                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1403                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1404                 }
1405         }
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1410  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1411  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1412  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1413  */
1414 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1415 {
1416         int cpu;
1417         unsigned long flags;
1418         struct rcu_node *rnp;
1419
1420         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1421                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1422                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1423                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1424                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1425                                         dump_cpu_task(cpu);
1426                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1427         }
1428 }
1429
1430 /*
1431  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1432  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1433  */
1434 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1435 {
1436         unsigned long j;
1437
1438         if (!rcu_kick_kthreads)
1439                 return;
1440         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1441         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1442             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1443                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1444                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1445                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1446                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1447         }
1448 }
1449
1450 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1451 {
1452         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1453                 panic("RCU Stall\n");
1454 }
1455
1456 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1457 {
1458         int cpu;
1459         long delta;
1460         unsigned long flags;
1461         unsigned long gpa;
1462         unsigned long j;
1463         int ndetected = 0;
1464         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1465         long totqlen = 0;
1466
1467         /* Kick and suppress, if so configured. */
1468         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1469         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1470                 return;
1471
1472         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1473
1474         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1475         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1476         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1477                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1478                 return;
1479         }
1480         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1481                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1482         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1483
1484         /*
1485          * OK, time to rat on our buddy...
1486          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1487          * RCU CPU stall warnings.
1488          */
1489         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1490                rsp->name);
1491         print_cpu_stall_info_begin();
1492         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1493                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1494                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1495                 if (rnp->qsmask != 0) {
1496                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1497                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1498                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1499                                         ndetected++;
1500                                 }
1501                 }
1502                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1503         }
1504
1505         print_cpu_stall_info_end();
1506         for_each_possible_cpu(cpu)
1507                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1508                                                             cpu)->cblist);
1509         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1510                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1511                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1512         if (ndetected) {
1513                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1514
1515                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1516                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1517         } else {
1518                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1519                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1520                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1521                 } else {
1522                         j = jiffies;
1523                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1524                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1525                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1526                                jiffies_till_next_fqs,
1527                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1528                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1529                         sched_show_task(current);
1530                 }
1531         }
1532
1533         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1534
1535         panic_on_rcu_stall();
1536
1537         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1538 }
1539
1540 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1541 {
1542         int cpu;
1543         unsigned long flags;
1544         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1545         long totqlen = 0;
1546
1547         /* Kick and suppress, if so configured. */
1548         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1549         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1550                 return;
1551
1552         /*
1553          * OK, time to rat on ourselves...
1554          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1555          * RCU CPU stall warnings.
1556          */
1557         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1558         print_cpu_stall_info_begin();
1559         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1560         print_cpu_stall_info_end();
1561         for_each_possible_cpu(cpu)
1562                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1563                                                             cpu)->cblist);
1564         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1565                 jiffies - rsp->gp_start,
1566                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1567
1568         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1569
1570         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1571
1572         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1573         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1574                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1575                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1576         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1577
1578         panic_on_rcu_stall();
1579
1580         /*
1581          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1582          *
1583          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1584          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1585          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1586          */
1587         resched_cpu(smp_processor_id());
1588 }
1589
1590 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1591 {
1592         unsigned long completed;
1593         unsigned long gpnum;
1594         unsigned long gps;
1595         unsigned long j;
1596         unsigned long js;
1597         struct rcu_node *rnp;
1598
1599         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1600             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1601                 return;
1602         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1603         j = jiffies;
1604
1605         /*
1606          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1607          *
1608          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1609          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1610          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1611          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1612          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1613          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1614          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1615          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1616          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1617          * from rsp->gpnum.
1618          *
1619          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1620          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1621          */
1622         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1623         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1624         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1625         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1626         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1627         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1628         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1629         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1630             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1631             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1632                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1633         rnp = rdp->mynode;
1634         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1635             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1636
1637                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1638                 print_cpu_stall(rsp);
1639
1640         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1641                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1642
1643                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1644                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1645         }
1646 }
1647
1648 /**
1649  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1650  *
1651  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1652  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1653  * RCU grace periods.
1654  *
1655  * The caller must disable hard irqs.
1656  */
1657 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1658 {
1659         struct rcu_state *rsp;
1660
1661         for_each_rcu_flavor(rsp)
1662                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1667  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1668  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1669  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1670  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1671  *
1672  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1673  */
1674 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1675                                        struct rcu_node *rnp)
1676 {
1677         /*
1678          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1679          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1680          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1681          * period might have started, but just not yet gotten around
1682          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1683          */
1684         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1685                 return rnp->completed + 1;
1686
1687         /*
1688          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1689          * then the subsequent full grace period.
1690          */
1691         return rnp->completed + 2;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1696  * rcu_nocb_wait_gp().
1697  */
1698 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1699                                 unsigned long c, const char *s)
1700 {
1701         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1702                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1703                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1708  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1709  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1710  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1711  *
1712  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1713  */
1714 static bool __maybe_unused
1715 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1716                     unsigned long *c_out)
1717 {
1718         unsigned long c;
1719         bool ret = false;
1720         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1721
1722         /*
1723          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1724          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1725          */
1726         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1727         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1728         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1729                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1730                 goto out;
1731         }
1732
1733         /*
1734          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1735          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1736          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1737          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1738          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1739          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1740          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1741          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1742          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1743          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1744          * doing some extra useless work.
1745          */
1746         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1747             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1748                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1749                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1750                 goto out;
1751         }
1752
1753         /*
1754          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1755          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1756          * start one (if needed).
1757          */
1758         if (rnp != rnp_root)
1759                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1760
1761         /*
1762          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1763          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1764          * earlier.  Adjust callbacks as needed.
1765          */
1766         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1767         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1768                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1769
1770         /*
1771          * If the needed for the required grace period is already
1772          * recorded, trace and leave.
1773          */
1774         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1775                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1776                 goto unlock_out;
1777         }
1778
1779         /* Record the need for the future grace period. */
1780         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1781
1782         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1783         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1784                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1785         } else {
1786                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1787                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1788         }
1789 unlock_out:
1790         if (rnp != rnp_root)
1791                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1792 out:
1793         if (c_out != NULL)
1794                 *c_out = c;
1795         return ret;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1800  * whether any additional grace periods have been requested.
1801  */
1802 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1803 {
1804         int c = rnp->completed;
1805         int needmore;
1806         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1807
1808         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1809         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1810         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1811                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1812         return needmore;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1817  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1818  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1819  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1820  * a kthread that has not yet been created.
1821  */
1822 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1823 {
1824         if (current == rsp->gp_kthread ||
1825             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1826             !rsp->gp_kthread)
1827                 return;
1828         swake_up(&rsp->gp_wq);
1829 }
1830
1831 /*
1832  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1833  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1834  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1835  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1836  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1837  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1838  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1839  * awaken the RCU grace-period kthread.
1840  *
1841  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1842  */
1843 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1844                                struct rcu_data *rdp)
1845 {
1846         bool ret = false;
1847
1848         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1849         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1850                 return false;
1851
1852         /*
1853          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1854          * information.  Something about the fact that getting exact
1855          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1856          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1857          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1858          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1859          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1860          * number.
1861          */
1862         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, rcu_cbs_completed(rsp, rnp)))
1863                 ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1864
1865         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1866         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1867                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1868         else
1869                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1870         return ret;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1875  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1876  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1877  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1878  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1879  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1880  *
1881  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1882  */
1883 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1884                             struct rcu_data *rdp)
1885 {
1886         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1887         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1888                 return false;
1889
1890         /*
1891          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1892          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1893          */
1894         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1895
1896         /* Classify any remaining callbacks. */
1897         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1902  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1903  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1904  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1905  */
1906 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1907                               struct rcu_data *rdp)
1908 {
1909         bool ret;
1910         bool need_gp;
1911
1912         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1913         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1914             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1915
1916                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1917                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1918
1919         } else {
1920
1921                 /* Advance callbacks. */
1922                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1923
1924                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1925                 rdp->completed = rnp->completed;
1926                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1927         }
1928
1929         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1930                 /*
1931                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1932                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1933                  * go looking for one.
1934                  */
1935                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1936                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1937                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1938                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1939                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1940                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1941                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1942                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1943         }
1944         return ret;
1945 }
1946
1947 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1948 {
1949         unsigned long flags;
1950         bool needwake;
1951         struct rcu_node *rnp;
1952
1953         local_irq_save(flags);
1954         rnp = rdp->mynode;
1955         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1956              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1957              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1958             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1959                 local_irq_restore(flags);
1960                 return;
1961         }
1962         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1963         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1964         if (needwake)
1965                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1966 }
1967
1968 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1969 {
1970         if (delay > 0 &&
1971             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1972                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1973 }
1974
1975 /*
1976  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1977  */
1978 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1979 {
1980         unsigned long oldmask;
1981         struct rcu_data *rdp;
1982         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1983
1984         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1985         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1986         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1987                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1988                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1989                 return false;
1990         }
1991         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1992
1993         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1994                 /*
1995                  * Grace period already in progress, don't start another.
1996                  * Not supposed to be able to happen.
1997                  */
1998                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1999                 return false;
2000         }
2001
2002         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
2003         record_gp_stall_check_time(rsp);
2004         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
2005         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
2006         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
2007         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2008
2009         /*
2010          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2011          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2012          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2013          * will handle subsequent offline CPUs.
2014          */
2015         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2016                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2017                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2018                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2019                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2020                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2021                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2022                         continue;
2023                 }
2024
2025                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2026                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2027                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2028
2029                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2030                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2031                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2032                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2033                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2034                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2035                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2036                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2037                 }
2038
2039                 /*
2040                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2041                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2042                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2043                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2044                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2045                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2046                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2047                  */
2048                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2049                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2050                      rnp->qsmaskinit)) {
2051                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2052                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2053                 }
2054
2055                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2056         }
2057
2058         /*
2059          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2060          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2061          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2062          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2063          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2064          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2065          * leaf node has been initialized.
2066          *
2067          * The grace period cannot complete until the initialization
2068          * process finishes, because this kthread handles both.
2069          */
2070         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2071                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2072                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2073                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2074                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2075                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2076                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2077                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2078                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2079                 if (rnp == rdp->mynode)
2080                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2081                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2082                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2083                                             rnp->level, rnp->grplo,
2084                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2085                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2086                 cond_resched_rcu_qs();
2087                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2088         }
2089
2090         return true;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2095  * at force-quiescent-state time.
2096  */
2097 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2098 {
2099         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2100
2101         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2102         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2103         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2104                 return true;
2105
2106         /* The current grace period has completed. */
2107         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2108                 return true;
2109
2110         return false;
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Do one round of quiescent-state forcing.
2115  */
2116 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2117 {
2118         bool isidle = false;
2119         unsigned long maxj;
2120         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2121
2122         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2123         rsp->n_force_qs++;
2124         if (first_time) {
2125                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2126                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2127                         isidle = true;
2128                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2129                 }
2130                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2131                              &isidle, &maxj);
2132                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2133         } else {
2134                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2135                 isidle = true;
2136                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2137         }
2138         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2139         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2140                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2141                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2142                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2143                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2144         }
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Clean up after the old grace period.
2149  */
2150 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2151 {
2152         unsigned long gp_duration;
2153         bool needgp = false;
2154         int nocb = 0;
2155         struct rcu_data *rdp;
2156         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2157         struct swait_queue_head *sq;
2158
2159         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2160         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2161         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2162         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2163                 rsp->gp_max = gp_duration;
2164
2165         /*
2166          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2167          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2168          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2169          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2170          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2171          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2172          */
2173         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2174
2175         /*
2176          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2177          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2178          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2179          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2180          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2181          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2182          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2183          */
2184         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2185                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2186                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2187                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2188                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2189                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2190                 if (rnp == rdp->mynode)
2191                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2192                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2193                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2194                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2195                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2196                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2197                 cond_resched_rcu_qs();
2198                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2199                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2200         }
2201         rnp = rcu_get_root(rsp);
2202         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2203         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2204
2205         /* Declare grace period done. */
2206         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2207         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2208         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2209         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2210         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2211         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2212         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2213                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2214                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2215                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2216                                        TPS("newreq"));
2217         }
2218         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Body of kthread that handles grace periods.
2223  */
2224 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2225 {
2226         bool first_gp_fqs;
2227         int gf;
2228         unsigned long j;
2229         int ret;
2230         struct rcu_state *rsp = arg;
2231         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2232
2233         rcu_bind_gp_kthread();
2234         for (;;) {
2235
2236                 /* Handle grace-period start. */
2237                 for (;;) {
2238                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2239                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2240                                                TPS("reqwait"));
2241                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2242                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2243                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2244                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2245                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2246                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2247                         if (rcu_gp_init(rsp))
2248                                 break;
2249                         cond_resched_rcu_qs();
2250                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2251                         WARN_ON(signal_pending(current));
2252                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2253                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2254                                                TPS("reqwaitsig"));
2255                 }
2256
2257                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2258                 first_gp_fqs = true;
2259                 j = jiffies_till_first_fqs;
2260                 if (j > HZ) {
2261                         j = HZ;
2262                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2263                 }
2264                 ret = 0;
2265                 for (;;) {
2266                         if (!ret) {
2267                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2268                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2269                                            jiffies + 3 * j);
2270                         }
2271                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2272                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2273                                                TPS("fqswait"));
2274                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2275                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2276                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2277                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2278                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2279                         /* If grace period done, leave loop. */
2280                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2281                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2282                                 break;
2283                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2284                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2285                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2286                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2287                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2288                                                        TPS("fqsstart"));
2289                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2290                                 first_gp_fqs = false;
2291                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2292                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2293                                                        TPS("fqsend"));
2294                                 cond_resched_rcu_qs();
2295                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2296                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2297                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2298                                 if (j > HZ) {
2299                                         j = HZ;
2300                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2301                                 } else if (j < 1) {
2302                                         j = 1;
2303                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2304                                 }
2305                         } else {
2306                                 /* Deal with stray signal. */
2307                                 cond_resched_rcu_qs();
2308                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2309                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2310                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2311                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2312                                                        TPS("fqswaitsig"));
2313                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2314                                 j = jiffies;
2315                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2316                                         j = 1;
2317                                 else
2318                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2319                         }
2320                 }
2321
2322                 /* Handle grace-period end. */
2323                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2324                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2325                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2326         }
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2331  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2332  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2333  *
2334  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2335  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2336  * quiescent state.
2337  *
2338  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2339  */
2340 static bool
2341 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2342                       struct rcu_data *rdp)
2343 {
2344         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2345                 /*
2346                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2347                  * task, this CPU does not need another grace period,
2348                  * or a grace period is already in progress.
2349                  * Either way, don't start a new grace period.
2350                  */
2351                 return false;
2352         }
2353         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2354         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2355                                TPS("newreq"));
2356
2357         /*
2358          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2359          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2360          * the wakeup to our caller.
2361          */
2362         return true;
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2367  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2368  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2369  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2370  * that is encountered beforehand.
2371  *
2372  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2373  */
2374 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2375 {
2376         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2377         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2378         bool ret = false;
2379
2380         /*
2381          * If there is no grace period in progress right now, any
2382          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2383          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2384          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2385          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2386          * then start the grace period!
2387          */
2388         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2389         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2390         return ret;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2395  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2396  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2397  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2398  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2399  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2400  * which is released before return.
2401  */
2402 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2403         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2404 {
2405         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2406         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2407         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2408         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2413  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2414  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2415  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2416  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2417  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2418  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2419  * must be held upon entry, and it is released before return.
2420  */
2421 static void
2422 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2423                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2424         __releases(rnp->lock)
2425 {
2426         unsigned long oldmask = 0;
2427         struct rcu_node *rnp_c;
2428
2429         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2430         for (;;) {
2431                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2432
2433                         /*
2434                          * Our bit has already been cleared, or the
2435                          * relevant grace period is already over, so done.
2436                          */
2437                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2438                         return;
2439                 }
2440                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2441                 rnp->qsmask &= ~mask;
2442                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2443                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2444                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2445                                                  !!rnp->gp_tasks);
2446                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2447
2448                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2449                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2450                         return;
2451                 }
2452                 mask = rnp->grpmask;
2453                 if (rnp->parent == NULL) {
2454
2455                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2456
2457                         break;
2458                 }
2459                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2460                 rnp_c = rnp;
2461                 rnp = rnp->parent;
2462                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2463                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2464         }
2465
2466         /*
2467          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2468          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2469          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2470          */
2471         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2476  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2477  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2478  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2479  * disabled.
2480  */
2481 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2482                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2483         __releases(rnp->lock)
2484 {
2485         unsigned long gps;
2486         unsigned long mask;
2487         struct rcu_node *rnp_p;
2488
2489         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2490             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2491                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2492                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2493         }
2494
2495         rnp_p = rnp->parent;
2496         if (rnp_p == NULL) {
2497                 /*
2498                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2499                  * try to report up to its nonexistent parent!
2500                  */
2501                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2502                 return;
2503         }
2504
2505         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2506         gps = rnp->gpnum;
2507         mask = rnp->grpmask;
2508         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2509         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2510         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2515  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2516  */
2517 static void
2518 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2519 {
2520         unsigned long flags;
2521         unsigned long mask;
2522         bool needwake;
2523         struct rcu_node *rnp;
2524
2525         rnp = rdp->mynode;
2526         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2527         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2528             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2529
2530                 /*
2531                  * The grace period in which this quiescent state was
2532                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2533                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2534                  * within the current grace period.
2535                  */
2536                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2537                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2538                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2539                 return;
2540         }
2541         mask = rdp->grpmask;
2542         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2543                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2544         } else {
2545                 rdp->core_needs_qs = false;
2546
2547                 /*
2548                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2549                  * callbacks can be processed during the next GP.
2550                  */
2551                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2552
2553                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2554                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2555                 if (needwake)
2556                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2557         }
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2562  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2563  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2564  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2565  */
2566 static void
2567 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2568 {
2569         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2570         note_gp_changes(rsp, rdp);
2571
2572         /*
2573          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2574          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2575          */
2576         if (!rdp->core_needs_qs)
2577                 return;
2578
2579         /*
2580          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2581          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2582          */
2583         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2584                 return;
2585
2586         /*
2587          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2588          * judge of that).
2589          */
2590         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2591 }
2592
2593 /*
2594  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2595  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2596  * ->orphan_lock.
2597  */
2598 static void
2599 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2600                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2601 {
2602         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2603         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2604                 return;
2605
2606         /*
2607          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2608          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2609          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2610          */
2611         rdp->n_cbs_orphaned += rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2612         rcu_segcblist_extract_count(&rdp->cblist, &rsp->orphan_done);
2613
2614         /*
2615          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2616          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2617          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2618          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2619          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2620          */
2621         rcu_segcblist_extract_pend_cbs(&rdp->cblist, &rsp->orphan_pend);
2622
2623         /*
2624          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2625          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2626          * required to pass though another grace period: They are done.
2627          */
2628         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rsp->orphan_done);
2629
2630         /* Finally, disallow further callbacks on this CPU.  */
2631         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2636  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2637  */
2638 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2639 {
2640         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2641
2642         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2643         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2644             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2645                 return;
2646
2647         /* Do the accounting first. */
2648         rdp->n_cbs_adopted += rsp->orphan_done.len;
2649         if (rsp->orphan_done.len_lazy != rsp->orphan_done.len)
2650                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2651         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rsp->orphan_done);
2652
2653         /*
2654          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2655          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2656          * we are the task doing the rcu_barrier().
2657          */
2658
2659         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks, then the done ones. */
2660         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rsp->orphan_done);
2661         WARN_ON_ONCE(rsp->orphan_done.head);
2662         rcu_segcblist_insert_pend_cbs(&rdp->cblist, &rsp->orphan_pend);
2663         WARN_ON_ONCE(rsp->orphan_pend.head);
2664         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) !=
2665                      !rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2670  */
2671 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2672 {
2673         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2674         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2675         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2676
2677         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2678                 return;
2679
2680         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2681         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2682                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2683                                TPS("cpuofl"));
2684 }
2685
2686 /*
2687  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2688  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2689  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2690  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2691  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2692  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2693  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2694  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2695  * updated
2696  *
2697  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2698  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2699  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2700  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2701  * invoke it again.
2702  */
2703 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2704 {
2705         long mask;
2706         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2707
2708         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2709             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2710                 return;
2711         for (;;) {
2712                 mask = rnp->grpmask;
2713                 rnp = rnp->parent;
2714                 if (!rnp)
2715                         break;
2716                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2717                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2718                 rnp->qsmask &= ~mask;
2719                 if (rnp->qsmaskinit) {
2720                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2721                         /* irqs remain disabled. */
2722                         return;
2723                 }
2724                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2725         }
2726 }
2727
2728 /*
2729  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2730  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2731  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2732  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2733  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2734  */
2735 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2736 {
2737         unsigned long flags;
2738         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2739         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2740
2741         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2742                 return;
2743
2744         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2745         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2746
2747         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2748         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2749         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2750         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2751         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2752
2753         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
2754                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2755                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
2756                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
2757                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2762  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2763  */
2764 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2765 {
2766         unsigned long flags;
2767         struct rcu_head *rhp;
2768         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2769         long bl, count;
2770
2771         /* If no callbacks are ready, just return. */
2772         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2773                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2774                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2775                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2776                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2777                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2778                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2779                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2780                 return;
2781         }
2782
2783         /*
2784          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2785          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2786          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2787          */
2788         local_irq_save(flags);
2789         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2790         bl = rdp->blimit;
2791         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2792                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2793         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2794         local_irq_restore(flags);
2795
2796         /* Invoke callbacks. */
2797         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2798         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2799                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2800                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2801                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2802                 /*
2803                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2804                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2805                  */
2806                 if (-rcl.len >= bl &&
2807                     (need_resched() ||
2808                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2809                         break;
2810         }
2811
2812         local_irq_save(flags);
2813         count = -rcl.len;
2814         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2815                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2816
2817         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2818         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2819         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2820         rdp->n_cbs_invoked += count;
2821         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2822
2823         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2824         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2825         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2826                 rdp->blimit = blimit;
2827
2828         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2829         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2830                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2831                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2832         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2833                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2834         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2835
2836         local_irq_restore(flags);
2837
2838         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2839         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2840                 invoke_rcu_core();
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2845  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2846  * Also schedule RCU core processing.
2847  *
2848  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2849  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2850  */
2851 void rcu_check_callbacks(int user)
2852 {
2853         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2854         increment_cpu_stall_ticks();
2855         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2856
2857                 /*
2858                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2859                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2860                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2861                  * a quiescent state, so note it.
2862                  *
2863                  * No memory barrier is required here because both
2864                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2865                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2866                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2867                  */
2868
2869                 rcu_sched_qs();
2870                 rcu_bh_qs();
2871
2872         } else if (!in_softirq()) {
2873
2874                 /*
2875                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2876                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2877                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2878                  * critical section, so note it.
2879                  */
2880
2881                 rcu_bh_qs();
2882         }
2883         rcu_preempt_check_callbacks();
2884         if (rcu_pending())
2885                 invoke_rcu_core();
2886         if (user)
2887                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2888         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2893  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2894  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2895  *
2896  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2897  */
2898 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2899                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2900                                   unsigned long *maxj),
2901                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2902 {
2903         int cpu;
2904         unsigned long flags;
2905         unsigned long mask;
2906         struct rcu_node *rnp;
2907
2908         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2909                 cond_resched_rcu_qs();
2910                 mask = 0;
2911                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2912                 if (rnp->qsmask == 0) {
2913                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2914                             rsp != rcu_state_p ||
2915                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2916                                 /*
2917                                  * No point in scanning bits because they
2918                                  * are all zero.  But we might need to
2919                                  * priority-boost blocked readers.
2920                                  */
2921                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2922                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2923                                 continue;
2924                         }
2925                         if (rnp->parent &&
2926                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2927                                 /*
2928                                  * Race between grace-period
2929                                  * initialization and task exiting RCU
2930                                  * read-side critical section: Report.
2931                                  */
2932                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2933                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2934                                 continue;
2935                         }
2936                 }
2937                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2938                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2939                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2940                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2941                                         mask |= bit;
2942                         }
2943                 }
2944                 if (mask != 0) {
2945                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2946                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2947                 } else {
2948                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2949                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2950                 }
2951         }
2952 }
2953
2954 /*
2955  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2956  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2957  */
2958 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2959 {
2960         unsigned long flags;
2961         bool ret;
2962         struct rcu_node *rnp;
2963         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2964
2965         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2966         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2967         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2968                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2969                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2970                 if (rnp_old != NULL)
2971                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2972                 if (ret) {
2973                         rsp->n_force_qs_lh++;
2974                         return;
2975                 }
2976                 rnp_old = rnp;
2977         }
2978         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2979
2980         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2981         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2982         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2983         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2984                 rsp->n_force_qs_lh++;
2985                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2986                 return;  /* Someone beat us to it. */
2987         }
2988         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2989         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2990         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2995  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2996  * whom the rdp belongs.
2997  */
2998 static void
2999 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
3000 {
3001         unsigned long flags;
3002         bool needwake;
3003         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3004
3005         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
3006
3007         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
3008         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
3009
3010         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
3011         local_irq_save(flags);
3012         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3013                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
3014                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
3015                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
3016                 if (needwake)
3017                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3018         } else {
3019                 local_irq_restore(flags);
3020         }
3021
3022         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3023         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3024                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3025
3026         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3027         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3028 }
3029
3030 /*
3031  * Do RCU core processing for the current CPU.
3032  */
3033 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3034 {
3035         struct rcu_state *rsp;
3036
3037         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3038                 return;
3039         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3040         for_each_rcu_flavor(rsp)
3041                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3042         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3043 }
3044
3045 /*
3046  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3047  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3048  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3049  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3050  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3051  */
3052 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3053 {
3054         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3055                 return;
3056         if (likely(!rsp->boost)) {
3057                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3058                 return;
3059         }
3060         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3061 }
3062
3063 static void invoke_rcu_core(void)
3064 {
3065         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3066                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3067 }
3068
3069 /*
3070  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3071  */
3072 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3073                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3074 {
3075         bool needwake;
3076
3077         /*
3078          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3079          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3080          */
3081         if (!rcu_is_watching())
3082                 invoke_rcu_core();
3083
3084         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3085         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3086                 return;
3087
3088         /*
3089          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3090          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3091          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3092          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3093          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3094          */
3095         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
3096                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3097
3098                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3099                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3100
3101                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3102                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3103                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3104
3105                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3106                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3107                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3108                         if (needwake)
3109                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3110                 } else {
3111                         /* Give the grace period a kick. */
3112                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3113                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3114                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
3115                                 force_quiescent_state(rsp);
3116                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3117                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
3118                 }
3119         }
3120 }
3121
3122 /*
3123  * RCU callback function to leak a callback.
3124  */
3125 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3126 {
3127 }
3128
3129 /*
3130  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3131  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3132  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3133  * is expected to specify a CPU.
3134  */
3135 static void
3136 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3137            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3138 {
3139         unsigned long flags;
3140         struct rcu_data *rdp;
3141
3142         /* Misaligned rcu_head! */
3143         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3144
3145         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3146                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3147                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3148                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3149                 return;
3150         }
3151         head->func = func;
3152         head->next = NULL;
3153         local_irq_save(flags);
3154         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3155
3156         /* Add the callback to our list. */
3157         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
3158                 int offline;
3159
3160                 if (cpu != -1)
3161                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3162                 if (likely(rdp->mynode)) {
3163                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3164                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3165                         WARN_ON_ONCE(offline);
3166                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3167                         local_irq_restore(flags);
3168                         return;
3169                 }
3170                 /*
3171                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3172                  * and then drop through to queue the callback.
3173                  */
3174                 BUG_ON(cpu != -1);
3175                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3176                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3177                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3178         }
3179         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
3180         if (!lazy)
3181                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3182
3183         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3184                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3185                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3186                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3187         else
3188                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3189                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3190                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3191
3192         /* Go handle any RCU core processing required. */
3193         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3194         local_irq_restore(flags);
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3199  */
3200 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3201 {
3202         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3203 }
3204 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3205
3206 /*
3207  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3208  */
3209 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3210 {
3211         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3212 }
3213 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3214
3215 /*
3216  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3217  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3218  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3219  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3220  * function may only be called from __kfree_rcu().
3221  */
3222 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3223                     rcu_callback_t func)
3224 {
3225         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3228
3229 /*
3230  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3231  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3232  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3233  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3234  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3235  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3236  * some overhead: RCU still operates correctly.
3237  */
3238 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3239 {
3240         int ret;
3241
3242         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3243         preempt_disable();
3244         ret = num_online_cpus() <= 1;
3245         preempt_enable();
3246         return ret;
3247 }
3248
3249 /**
3250  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3251  *
3252  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3253  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3254  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3255  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3256  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3257  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3258  * rcu_read_lock_sched().
3259  *
3260  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3261  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3262  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3263  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3264  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3265  *
3266  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3267  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3268  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3269  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3270  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3271  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3272  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3273  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3274  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3275  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3276  * that are executing in the kernel.
3277  *
3278  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3279  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3280  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3281  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3282  * again only if the system has more than one CPU).
3283  *
3284  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3285  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3286  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3287  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3288  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3289  */
3290 void synchronize_sched(void)
3291 {
3292         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3293                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3294                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3295                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3296         if (rcu_blocking_is_gp())
3297                 return;
3298         if (rcu_gp_is_expedited())
3299                 synchronize_sched_expedited();
3300         else
3301                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3302 }
3303 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3304
3305 /**
3306  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3307  *
3308  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3309  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3310  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3311  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3312  * and may be nested.
3313  *
3314  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3315  * on memory ordering guarantees.
3316  */
3317 void synchronize_rcu_bh(void)
3318 {
3319         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3320                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3321                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3322                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3323         if (rcu_blocking_is_gp())
3324                 return;
3325         if (rcu_gp_is_expedited())
3326                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3327         else
3328                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3331
3332 /**
3333  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3334  *
3335  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3336  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3337  * meantime.
3338  */
3339 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3340 {
3341         /*
3342          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3343          * before the load from ->gpnum.
3344          */
3345         smp_mb();  /* ^^^ */
3346
3347         /*
3348          * Make sure this load happens before the purportedly
3349          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3350          * and cond_synchronize_rcu().
3351          */
3352         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3355
3356 /**
3357  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3358  *
3359  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3360  *
3361  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3362  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3363  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3364  *
3365  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3366  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3367  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3368  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3369  */
3370 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3371 {
3372         unsigned long newstate;
3373
3374         /*
3375          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3376          * actions the caller might carry out after we return.
3377          */
3378         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3379         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3380                 synchronize_rcu();
3381 }
3382 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3383
3384 /**
3385  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3386  *
3387  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3388  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3389  * meantime.
3390  */
3391 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3392 {
3393         /*
3394          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3395          * before the load from ->gpnum.
3396          */
3397         smp_mb();  /* ^^^ */
3398
3399         /*
3400          * Make sure this load happens before the purportedly
3401          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3402          * and cond_synchronize_sched().
3403          */
3404         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3405 }
3406 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3407
3408 /**
3409  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3410  *
3411  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3412  *
3413  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3414  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3415  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3416  *
3417  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3418  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3419  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3420  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3421  */
3422 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3423 {
3424         unsigned long newstate;
3425
3426         /*
3427          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3428          * actions the caller might carry out after we return.
3429          */
3430         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3431         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3432                 synchronize_sched();
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3435
3436 /*
3437  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3438  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3439  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3440  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3441  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3442  */
3443 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3444 {
3445         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3446
3447         rdp->n_rcu_pending++;
3448
3449         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3450         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3451
3452         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3453         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3454                 return 0;
3455
3456         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3457         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3458             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3459             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr)) {
3460                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3461         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3462                 rdp->n_rp_report_qs++;
3463                 return 1;
3464         }
3465
3466         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3467         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
3468                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3469                 return 1;
3470         }
3471
3472         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3473         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3474                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3475                 return 1;
3476         }
3477
3478         /* Has another RCU grace period completed?  */
3479         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3480                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3481                 return 1;
3482         }
3483
3484         /* Has a new RCU grace period started? */
3485         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3486             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3487                 rdp->n_rp_gp_started++;
3488                 return 1;
3489         }
3490
3491         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3492         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3493                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3494                 return 1;
3495         }
3496
3497         /* nothing to do */
3498         rdp->n_rp_need_nothing++;
3499         return 0;
3500 }
3501
3502 /*
3503  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3504  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3505  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3506  */
3507 static int rcu_pending(void)
3508 {
3509         struct rcu_state *rsp;
3510
3511         for_each_rcu_flavor(rsp)
3512                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3513                         return 1;
3514         return 0;
3515 }
3516
3517 /*
3518  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3519  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3520  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3521  */
3522 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3523 {
3524         bool al = true;
3525         bool hc = false;
3526         struct rcu_data *rdp;
3527         struct rcu_state *rsp;
3528
3529         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3530                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3531                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3532                         continue;
3533                 hc = true;
3534                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3535                         al = false;
3536                         break;
3537                 }
3538         }
3539         if (all_lazy)
3540                 *all_lazy = al;
3541         return hc;
3542 }
3543
3544 /*
3545  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3546  * the compiler is expected to optimize this away.
3547  */
3548 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3549                                int cpu, unsigned long done)
3550 {
3551         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3552                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3553 }
3554
3555 /*
3556  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3557  * up the task executing _rcu_barrier().
3558  */
3559 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3560 {
3561         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3562         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3563
3564         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3565                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3566                 complete(&rsp->barrier_completion);
3567         } else {
3568                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3569         }
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3574  */
3575 static void rcu_barrier_func(void *type)
3576 {
3577         struct rcu_state *rsp = type;
3578         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3579
3580         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3581         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3582         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3587  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3588  */
3589 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3590 {
3591         int cpu;
3592         struct rcu_data *rdp;
3593         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3594
3595         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3596
3597         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3598         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3599
3600         /* Did someone else do our work for us? */
3601         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3602                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3603                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3604                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3605                 return;
3606         }
3607
3608         /* Mark the start of the barrier operation. */
3609         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3610         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3611
3612         /*
3613          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3614          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3615          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3616          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3617          */
3618         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3619         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3620         get_online_cpus();
3621
3622         /*
3623          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3624          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3625          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3626          */
3627         for_each_possible_cpu(cpu) {
3628                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3629                         continue;
3630                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3631                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3632                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3633                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3634                                                    rsp->barrier_sequence);
3635                         } else {
3636                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3637                                                    rsp->barrier_sequence);
3638                                 smp_mb__before_atomic();
3639                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3640                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3641                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3642                         }
3643                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3644                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3645                                            rsp->barrier_sequence);
3646                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3647                 } else {
3648                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3649                                            rsp->barrier_sequence);
3650                 }
3651         }
3652         put_online_cpus();
3653
3654         /*
3655          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3656          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3657          */
3658         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3659                 complete(&rsp->barrier_completion);
3660
3661         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3662         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3663
3664         /* Mark the end of the barrier operation. */
3665         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3666         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3667
3668         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3669         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3670 }
3671
3672 /**
3673  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3674  */
3675 void rcu_barrier_bh(void)
3676 {
3677         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3678 }
3679 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3680
3681 /**
3682  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3683  */
3684 void rcu_barrier_sched(void)
3685 {
3686         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3689
3690 /*
3691  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3692  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3693  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3694  * disabled.
3695  */
3696 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3697 {
3698         long mask;
3699         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3700
3701         for (;;) {
3702                 mask = rnp->grpmask;
3703                 rnp = rnp->parent;
3704                 if (rnp == NULL)
3705                         return;
3706                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3707                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3708                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3709         }
3710 }
3711
3712 /*
3713  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3714  */
3715 static void __init
3716 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3717 {
3718         unsigned long flags;
3719         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3720         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3721
3722         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3723         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3724         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3725         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3726         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3727         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3728         rdp->cpu = cpu;
3729         rdp->rsp = rsp;
3730         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3731         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3732 }
3733
3734 /*
3735  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3736  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3737  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3738  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3739  */
3740 static void
3741 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3742 {
3743         unsigned long flags;
3744         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3745         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3746
3747         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3748         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3749         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3750         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3751         rdp->blimit = blimit;
3752         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3753             !init_nocb_callback_list(rdp))
3754                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3755         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3756         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3757         rcu_dynticks_eqs_online();
3758         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3759
3760         /*
3761          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3762          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3763          * of the next grace period.
3764          */
3765         rnp = rdp->mynode;
3766         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3767         if (!rdp->beenonline)
3768                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3769         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3770         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3771         rdp->completed = rnp->completed;
3772         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3773         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3774         rdp->core_needs_qs = false;
3775         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3776         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3777 }
3778
3779 /*
3780  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3781  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3782  */
3783 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3784 {
3785         struct rcu_state *rsp;
3786
3787         for_each_rcu_flavor(rsp)
3788                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3789
3790         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3791         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3792
3793         return 0;
3794 }
3795
3796 /*
3797  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3798  */
3799 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3800 {
3801         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3802
3803         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3804 }
3805
3806 /*
3807  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3808  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3809  */
3810 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3811 {
3812         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3813         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3814         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3815                 srcu_online_cpu(cpu);
3816         return 0;
3817 }
3818
3819 /*
3820  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3821  * with pretty much all services enabled.
3822  */
3823 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3824 {
3825         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3826         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3827                 srcu_offline_cpu(cpu);
3828         return 0;
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3833  */
3834 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3835 {
3836         struct rcu_state *rsp;
3837
3838         for_each_rcu_flavor(rsp)
3839                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3840         return 0;
3841 }
3842
3843 /*
3844  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3845  */
3846 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3847 {
3848         struct rcu_state *rsp;
3849
3850         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3851                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3852                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3853         }
3854         return 0;
3855 }
3856
3857 /*
3858  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3859  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3860  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3861  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3862  * will result in lockdep splats.
3863  *
3864  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3865  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3866  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3867  */
3868 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3869 {
3870         unsigned long flags;
3871         unsigned long mask;
3872         struct rcu_data *rdp;
3873         struct rcu_node *rnp;
3874         struct rcu_state *rsp;
3875
3876         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3877                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3878                 rnp = rdp->mynode;
3879                 mask = rdp->grpmask;
3880                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3881                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3882                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3883                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3884         }
3885 }
3886
3887 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3888 /*
3889  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3890  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3891  * bit masks.
3892  */
3893 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3894 {
3895         unsigned long flags;
3896         unsigned long mask;
3897         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3898         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3899
3900         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3901         mask = rdp->grpmask;
3902         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3903         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3904         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3905 }
3906
3907 /*
3908  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3909  * the list of CPUs that RCU must track.
3910  *
3911  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3912  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3913  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3914  */
3915 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3916 {
3917         struct rcu_state *rsp;
3918
3919         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3920         preempt_disable();
3921         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3922                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3923         preempt_enable();
3924         for_each_rcu_flavor(rsp)
3925                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3926 }
3927 #endif
3928
3929 /*
3930  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3931  * and hibernation run faster.
3932  */
3933 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3934                          unsigned long action, void *hcpu)
3935 {
3936         switch (action) {
3937         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3938         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3939                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3940                         rcu_expedite_gp();
3941                 break;
3942         case PM_POST_HIBERNATION:
3943         case PM_POST_SUSPEND:
3944                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3945                         rcu_unexpedite_gp();
3946                 break;
3947         default:
3948                 break;
3949         }
3950         return NOTIFY_OK;
3951 }
3952
3953 /*
3954  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3955  */
3956 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3957 {
3958         unsigned long flags;
3959         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3960         struct rcu_node *rnp;
3961         struct rcu_state *rsp;
3962         struct sched_param sp;
3963         struct task_struct *t;
3964
3965         /* Force priority into range. */
3966         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3967                 kthread_prio = 1;
3968         else if (kthread_prio < 0)
3969                 kthread_prio = 0;
3970         else if (kthread_prio > 99)
3971                 kthread_prio = 99;
3972         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3973                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3974                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3975
3976         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3977         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3978                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3979                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3980                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3981                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3982                 rsp->gp_kthread = t;
3983                 if (kthread_prio) {
3984                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3985                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3986                 }
3987                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3988                 wake_up_process(t);
3989         }
3990         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3991         rcu_spawn_boost_kthreads();
3992         return 0;
3993 }
3994 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3995
3996 /*
3997  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3998  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3999  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4000  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4001  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4002  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4003  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4004  * runtime RCU functionality.
4005  */
4006 void rcu_scheduler_starting(void)
4007 {
4008         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4009         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4010         rcu_test_sync_prims();
4011         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4012         rcu_test_sync_prims();
4013 }
4014
4015 /*
4016  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4017  */
4018 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4019 {
4020         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4021         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4022         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4023         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4024
4025         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4026         int cpustride = 1;
4027         int i;
4028         int j;
4029         struct rcu_node *rnp;
4030
4031         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4032
4033         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4034         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4035                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4036
4037         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4038
4039         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4040                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4041         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4042
4043         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4044
4045         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4046                 cpustride *= levelspread[i];
4047                 rnp = rsp->level[i];
4048                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4049                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4050                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4051                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4052                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4053                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4054                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4055                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4056                         rnp->completed = rsp->completed;
4057                         rnp->qsmask = 0;
4058                         rnp->qsmaskinit = 0;
4059                         rnp->grplo = j * cpustride;
4060                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4061                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4062                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4063                         if (i == 0) {
4064                                 rnp->grpnum = 0;
4065                                 rnp->grpmask = 0;
4066                                 rnp->parent = NULL;
4067                         } else {
4068                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4069                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4070                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4071                                               j / levelspread[i - 1];
4072                         }
4073                         rnp->level = i;
4074                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4075                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4076                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4077                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4078                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4079                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4080                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4081                 }
4082         }
4083
4084         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4085         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4086         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4087         for_each_possible_cpu(i) {
4088                 while (i > rnp->grphi)
4089                         rnp++;
4090                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4091                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4092         }
4093         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4094 }
4095
4096 /*
4097  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4098  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4099  * the ->node array in the rcu_state structure.
4100  */
4101 static void __init rcu_init_geometry(void)
4102 {
4103         ulong d;
4104         int i;
4105         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4106
4107         /*
4108          * Initialize any unspecified boot parameters.
4109          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4110          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4111          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4112          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4113          */
4114         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4115         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4116                 jiffies_till_first_fqs = d;
4117         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4118                 jiffies_till_next_fqs = d;
4119
4120         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4121         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4122             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4123                 return;
4124         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4125                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4126
4127         /*
4128          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4129          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4130          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4131          * limit is exceeded.
4132          */
4133         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4134             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4135                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4136                 WARN_ON(1);
4137                 return;
4138         }
4139
4140         /*
4141          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4142          * with the given number of levels.
4143          */
4144         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4145         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4146                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4147
4148         /*
4149          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4150          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4151          */
4152         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4153                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4154                 WARN_ON(1);
4155                 return;
4156         }
4157
4158         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4159         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4160         }
4161         rcu_num_lvls = i + 1;
4162
4163         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4164         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4165                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4166                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4167         }
4168
4169         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4170         rcu_num_nodes = 0;
4171         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4172                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4173 }
4174
4175 /*
4176  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4177  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4178  */
4179 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4180 {
4181         int level = 0;
4182         struct rcu_node *rnp;
4183
4184         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4185         pr_info(" ");
4186         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4187                 if (rnp->level != level) {
4188                         pr_cont("\n");
4189                         pr_info(" ");
4190                         level = rnp->level;
4191                 }
4192                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4193         }
4194         pr_cont("\n");
4195 }
4196
4197 void __init rcu_init(void)
4198 {
4199         int cpu;
4200
4201         rcu_early_boot_tests();
4202
4203         rcu_bootup_announce();
4204         rcu_init_geometry();
4205         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4206         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4207         if (dump_tree)
4208                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4209         __rcu_init_preempt();
4210         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4211
4212         /*
4213          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4214          * this is called early in boot, before either interrupts
4215          * or the scheduler are operational.
4216          */
4217         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4218         for_each_online_cpu(cpu) {
4219                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4220                 rcu_cpu_starting(cpu);
4221                 if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
4222                         srcu_online_cpu(cpu);
4223         }
4224 }
4225
4226 #include "tree_exp.h"
4227 #include "tree_plugin.h"