]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge branch 'locking-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
83 static char sname##_varname[] = #sname; \
84 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
85 struct rcu_state sname##_state = { \
86         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
87         .call = cr, \
88         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
89         .gpnum = 0UL - 300UL, \
90         .completed = 0UL - 300UL, \
91         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
92         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
93         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
95         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
96         .name = sname##_varname, \
97         .abbr = sabbr, \
98 }; \
99 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
100
101 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
102 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
103
104 static struct rcu_state *rcu_state_p;
105 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
106
107 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
108 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
109 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
110 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
111 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
112         NUM_RCU_LVL_0,
113         NUM_RCU_LVL_1,
114         NUM_RCU_LVL_2,
115         NUM_RCU_LVL_3,
116         NUM_RCU_LVL_4,
117 };
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
122  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
123  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
125  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
126  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
127  * positives from lockdep-RCU error checking.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
147
148 /*
149  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
150  * handle all flavors of RCU.
151  */
152 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
153 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
154 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
155 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
156
157 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
158
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162
163 /*
164  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
165  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
166  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
167  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
168  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
169  * These variables enable correlating rcutorture output with the
170  * RCU tracing information.
171  */
172 unsigned long rcutorture_testseq;
173 unsigned long rcutorture_vernum;
174
175 /*
176  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
177  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
178  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
179  */
180 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
181 {
182         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
187  * how many quiescent states passed, just if there was at least
188  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_sched_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
194
195         if (rdp->passed_quiesce == 0)
196                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
197         rdp->passed_quiesce = 1;
198 }
199
200 void rcu_bh_qs(int cpu)
201 {
202         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
203
204         if (rdp->passed_quiesce == 0)
205                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
206         rdp->passed_quiesce = 1;
207 }
208
209 /*
210  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
211  * and requires special handling for preemptible RCU.
212  * The caller must have disabled preemption.
213  */
214 void rcu_note_context_switch(int cpu)
215 {
216         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
217         rcu_sched_qs(cpu);
218         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
219         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
222
223 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
224         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
225         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
226 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
227         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
228         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
229 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
230 };
231
232 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
233 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
234 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
235
236 module_param(blimit, long, 0444);
237 module_param(qhimark, long, 0444);
238 module_param(qlowmark, long, 0444);
239
240 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
241 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
242
243 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
244 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
245
246 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
247                                   struct rcu_data *rdp);
248 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
249                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
250                                   unsigned long *maxj),
251                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
252 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
253 static int rcu_pending(int cpu);
254
255 /*
256  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
257  */
258 long rcu_batches_completed_sched(void)
259 {
260         return rcu_sched_state.completed;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
263
264 /*
265  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
266  */
267 long rcu_batches_completed_bh(void)
268 {
269         return rcu_bh_state.completed;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
272
273 /*
274  * Force a quiescent state.
275  */
276 void rcu_force_quiescent_state(void)
277 {
278         force_quiescent_state(rcu_state_p);
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
281
282 /*
283  * Force a quiescent state for RCU BH.
284  */
285 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
286 {
287         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
290
291 /*
292  * Show the state of the grace-period kthreads.
293  */
294 void show_rcu_gp_kthreads(void)
295 {
296         struct rcu_state *rsp;
297
298         for_each_rcu_flavor(rsp) {
299                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
300                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
301                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
302         }
303 }
304 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
305
306 /*
307  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
308  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
309  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
310  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
311  * store this state in rcutorture itself.
312  */
313 void rcutorture_record_test_transition(void)
314 {
315         rcutorture_testseq++;
316         rcutorture_vernum = 0;
317 }
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
319
320 /*
321  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
322  */
323 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
324                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
325 {
326         struct rcu_state *rsp = NULL;
327
328         switch (test_type) {
329         case RCU_FLAVOR:
330                 rsp = rcu_state_p;
331                 break;
332         case RCU_BH_FLAVOR:
333                 rsp = &rcu_bh_state;
334                 break;
335         case RCU_SCHED_FLAVOR:
336                 rsp = &rcu_sched_state;
337                 break;
338         default:
339                 break;
340         }
341         if (rsp != NULL) {
342                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
343                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
344                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
345                 return;
346         }
347         *flags = 0;
348         *gpnum = 0;
349         *completed = 0;
350 }
351 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
352
353 /*
354  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
355  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
356  * messages.
357  */
358 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
359 {
360         rcutorture_vernum++;
361 }
362 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
363
364 /*
365  * Force a quiescent state for RCU-sched.
366  */
367 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
368 {
369         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
370 }
371 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
372
373 /*
374  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
375  */
376 static int
377 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
378 {
379         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
380                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
381 }
382
383 /*
384  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
385  */
386 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
387 {
388         return &rsp->node[0];
389 }
390
391 /*
392  * Is there any need for future grace periods?
393  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
394  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
395  */
396 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
397 {
398         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
399         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
400         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
401
402         return ACCESS_ONCE(*fp);
403 }
404
405 /*
406  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
407  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
408  * normal callback registry.
409  */
410 static int
411 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
412 {
413         int i;
414
415         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
416                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
417         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
418                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
419         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
420                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
421         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
422                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
423         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
424                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
425                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
426                                  rdp->nxtcompleted[i]))
427                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
428         return 0; /* No grace period needed. */
429 }
430
431 /*
432  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
433  *
434  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
435  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
436  * The caller must have disabled interrupts.
437  */
438 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
439                                 bool user)
440 {
441         struct rcu_state *rsp;
442         struct rcu_data *rdp;
443
444         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
445         if (!user && !is_idle_task(current)) {
446                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
447                         idle_task(smp_processor_id());
448
449                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
450                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
451                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
452                           current->pid, current->comm,
453                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
454         }
455         for_each_rcu_flavor(rsp) {
456                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
457                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
458         }
459         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
460         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
461         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
462         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
463         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
464         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
465
466         /*
467          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
468          * in an RCU read-side critical section.
469          */
470         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
471                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
472         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
473                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
474         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
475                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
476 }
477
478 /*
479  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
480  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
481  */
482 static void rcu_eqs_enter(bool user)
483 {
484         long long oldval;
485         struct rcu_dynticks *rdtp;
486
487         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
488         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
489         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
490         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
491                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
492                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
493         } else {
494                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
495         }
496 }
497
498 /**
499  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
500  *
501  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
502  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
503  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
504  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
505  *
506  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
507  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
508  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
509  */
510 void rcu_idle_enter(void)
511 {
512         unsigned long flags;
513
514         local_irq_save(flags);
515         rcu_eqs_enter(false);
516         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
517         local_irq_restore(flags);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
520
521 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
522 /**
523  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
524  *
525  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
526  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
527  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
528  * when the CPU runs in userspace.
529  */
530 void rcu_user_enter(void)
531 {
532         rcu_eqs_enter(1);
533 }
534 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
535
536 /**
537  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
538  *
539  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
540  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
541  * sections can occur.
542  *
543  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
544  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
545  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
546  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
547  *
548  * Use things like work queues to work around this limitation.
549  *
550  * You have been warned.
551  */
552 void rcu_irq_exit(void)
553 {
554         unsigned long flags;
555         long long oldval;
556         struct rcu_dynticks *rdtp;
557
558         local_irq_save(flags);
559         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
560         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
561         rdtp->dynticks_nesting--;
562         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
563         if (rdtp->dynticks_nesting)
564                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
565         else
566                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
567         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
568         local_irq_restore(flags);
569 }
570
571 /*
572  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
573  *
574  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
575  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
576  * The caller must have disabled interrupts.
577  */
578 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
579                                int user)
580 {
581         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
582         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
583         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
584         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
585         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
586         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
587         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
588         if (!user && !is_idle_task(current)) {
589                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
590                         idle_task(smp_processor_id());
591
592                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
593                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
594                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
595                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
596                           current->pid, current->comm,
597                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
598         }
599 }
600
601 /*
602  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
603  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
604  */
605 static void rcu_eqs_exit(bool user)
606 {
607         struct rcu_dynticks *rdtp;
608         long long oldval;
609
610         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
611         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
612         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
613         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
614                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
615         } else {
616                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
617                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
618         }
619 }
620
621 /**
622  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
623  *
624  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
625  * read-side critical sections can occur.
626  *
627  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
628  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
629  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
630  * now starting.
631  */
632 void rcu_idle_exit(void)
633 {
634         unsigned long flags;
635
636         local_irq_save(flags);
637         rcu_eqs_exit(false);
638         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
639         local_irq_restore(flags);
640 }
641 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
642
643 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
644 /**
645  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
646  *
647  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
648  * run a RCU read side critical section anytime.
649  */
650 void rcu_user_exit(void)
651 {
652         rcu_eqs_exit(1);
653 }
654 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
655
656 /**
657  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
658  *
659  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
660  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
661  * sections can occur.
662  *
663  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
664  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
665  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
666  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
667  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
668  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
669  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
670  *
671  * Use things like work queues to work around this limitation.
672  *
673  * You have been warned.
674  */
675 void rcu_irq_enter(void)
676 {
677         unsigned long flags;
678         struct rcu_dynticks *rdtp;
679         long long oldval;
680
681         local_irq_save(flags);
682         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
683         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
684         rdtp->dynticks_nesting++;
685         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
686         if (oldval)
687                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
688         else
689                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
690         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
691         local_irq_restore(flags);
692 }
693
694 /**
695  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
696  *
697  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
698  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
699  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
700  */
701 void rcu_nmi_enter(void)
702 {
703         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
704
705         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
706             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
707                 return;
708         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
709         smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
710         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
711         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
712         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
713         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
714 }
715
716 /**
717  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
718  *
719  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
720  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
721  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
722  */
723 void rcu_nmi_exit(void)
724 {
725         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
726
727         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
728             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
729                 return;
730         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
731         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
732         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
733         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
734         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
735 }
736
737 /**
738  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
739  *
740  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
741  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
742  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
743  * least disabled preemption.
744  */
745 bool notrace __rcu_is_watching(void)
746 {
747         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
748 }
749
750 /**
751  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
752  *
753  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
754  * or NMI handler, return true.
755  */
756 bool notrace rcu_is_watching(void)
757 {
758         int ret;
759
760         preempt_disable();
761         ret = __rcu_is_watching();
762         preempt_enable();
763         return ret;
764 }
765 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
766
767 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
768
769 /*
770  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
771  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
772  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
773  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
774  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
775  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
776  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
777  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
778  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
779  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
780  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
781  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
782  * notifiers.
783  *
784  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
785  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
786  *
787  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
788  * errors from NMI handlers anyway.
789  */
790 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
791 {
792         struct rcu_data *rdp;
793         struct rcu_node *rnp;
794         bool ret;
795
796         if (in_nmi())
797                 return true;
798         preempt_disable();
799         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
800         rnp = rdp->mynode;
801         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
802               !rcu_scheduler_fully_active;
803         preempt_enable();
804         return ret;
805 }
806 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
807
808 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
809
810 /**
811  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
812  *
813  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
814  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
815  * disabled preemption.
816  */
817 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
818 {
819         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
820 }
821
822 /*
823  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
824  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
825  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
826  */
827 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
828                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
829 {
830         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
831         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
832         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
833                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
834                 return 1;
835         } else {
836                 return 0;
837         }
838 }
839
840 /*
841  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
842  * that context switches can allow the state machine to make progress.
843  */
844 extern void resched_cpu(int cpu);
845
846 /*
847  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
848  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
849  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
850  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
851  */
852 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
853                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
854 {
855         unsigned int curr;
856         unsigned int snap;
857
858         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
859         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
860
861         /*
862          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
863          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
864          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
865          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
866          * read-side critical section that started before the beginning
867          * of the current RCU grace period.
868          */
869         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
870                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
871                 rdp->dynticks_fqs++;
872                 return 1;
873         }
874
875         /*
876          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
877          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
878          * state: If we see it offline even once, it has been through a
879          * quiescent state.
880          *
881          * The reason for insisting that the grace period be at least
882          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
883          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
884          * sections.
885          */
886         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
887                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
888         barrier();
889         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
890                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
891                 rdp->offline_fqs++;
892                 return 1;
893         }
894
895         /*
896          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
897          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
898          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
899          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
900          * CPU is in this state.
901          */
902         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
903
904         /*
905          * Alternatively, the CPU might be running in the kernel
906          * for an extended period of time without a quiescent state.
907          * Attempt to force the CPU through the scheduler to gain the
908          * needed quiescent state, but only if the grace period has gone
909          * on for an uncommonly long time.  If there are many stuck CPUs,
910          * we will beat on the first one until it gets unstuck, then move
911          * to the next.  Only do this for the primary flavor of RCU.
912          */
913         if (rdp->rsp == rcu_state_p &&
914             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
915                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5;
916                 resched_cpu(rdp->cpu);
917         }
918
919         return 0;
920 }
921
922 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
923 {
924         unsigned long j = jiffies;
925         unsigned long j1;
926
927         rsp->gp_start = j;
928         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
929         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
930         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
931         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
932 }
933
934 /*
935  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
936  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
937  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
938  * printed by the target CPU.
939  */
940 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
941 {
942         int cpu;
943         unsigned long flags;
944         struct rcu_node *rnp;
945
946         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
947                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
948                 if (rnp->qsmask != 0) {
949                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
950                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
951                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
952                 }
953                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
954         }
955 }
956
957 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
958 {
959         int cpu;
960         long delta;
961         unsigned long flags;
962         int ndetected = 0;
963         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
964         long totqlen = 0;
965
966         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
967
968         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
969         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
970         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
971                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
972                 return;
973         }
974         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
975         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
976
977         /*
978          * OK, time to rat on our buddy...
979          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
980          * RCU CPU stall warnings.
981          */
982         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
983                rsp->name);
984         print_cpu_stall_info_begin();
985         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
986                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
987                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
988                 if (rnp->qsmask != 0) {
989                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
990                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
991                                         print_cpu_stall_info(rsp,
992                                                              rnp->grplo + cpu);
993                                         ndetected++;
994                                 }
995                 }
996                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
997         }
998
999         /*
1000          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1001          * due to CPU offlining.
1002          */
1003         rnp = rcu_get_root(rsp);
1004         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1005         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1006         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1007
1008         print_cpu_stall_info_end();
1009         for_each_possible_cpu(cpu)
1010                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1011         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1012                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1013                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1014         if (ndetected == 0)
1015                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1016         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
1017                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1018
1019         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1020
1021         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1022
1023         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1024 }
1025
1026 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1027 {
1028         int cpu;
1029         unsigned long flags;
1030         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1031         long totqlen = 0;
1032
1033         /*
1034          * OK, time to rat on ourselves...
1035          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1036          * RCU CPU stall warnings.
1037          */
1038         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1039         print_cpu_stall_info_begin();
1040         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1041         print_cpu_stall_info_end();
1042         for_each_possible_cpu(cpu)
1043                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1044         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1045                 jiffies - rsp->gp_start,
1046                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1047         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
1048                 dump_stack();
1049
1050         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1051         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1052                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1053                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1054         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1055
1056         /*
1057          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1058          *
1059          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1060          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1061          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1062          */
1063         resched_cpu(smp_processor_id());
1064 }
1065
1066 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1067 {
1068         unsigned long completed;
1069         unsigned long gpnum;
1070         unsigned long gps;
1071         unsigned long j;
1072         unsigned long js;
1073         struct rcu_node *rnp;
1074
1075         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1076                 return;
1077         j = jiffies;
1078
1079         /*
1080          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1081          *
1082          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1083          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1084          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1085          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1086          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1087          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1088          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1089          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1090          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1091          * from rsp->gpnum.
1092          *
1093          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1094          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1095          */
1096         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1097         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1098         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1099         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1100         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1101         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1102         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1103         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1104             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1105             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1106                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1107         rnp = rdp->mynode;
1108         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1109             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1110
1111                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1112                 print_cpu_stall(rsp);
1113
1114         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1115                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1116
1117                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1118                 print_other_cpu_stall(rsp);
1119         }
1120 }
1121
1122 /**
1123  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1124  *
1125  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1126  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1127  * RCU grace periods.
1128  *
1129  * The caller must disable hard irqs.
1130  */
1131 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1132 {
1133         struct rcu_state *rsp;
1134
1135         for_each_rcu_flavor(rsp)
1136                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1141  */
1142 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1143 {
1144         int i;
1145
1146         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1147                 return;
1148         rdp->nxtlist = NULL;
1149         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1150                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1155  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1156  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1157  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1158  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1159  *
1160  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1161  */
1162 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1163                                        struct rcu_node *rnp)
1164 {
1165         /*
1166          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1167          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1168          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1169          * period might have started, but just not yet gotten around
1170          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1171          */
1172         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1173                 return rnp->completed + 1;
1174
1175         /*
1176          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1177          * then the subsequent full grace period.
1178          */
1179         return rnp->completed + 2;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1184  * rcu_nocb_wait_gp().
1185  */
1186 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1187                                 unsigned long c, const char *s)
1188 {
1189         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1190                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1191                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1196  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1197  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1198  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1199  *
1200  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1201  */
1202 static bool __maybe_unused
1203 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1204                     unsigned long *c_out)
1205 {
1206         unsigned long c;
1207         int i;
1208         bool ret = false;
1209         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1210
1211         /*
1212          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1213          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1214          */
1215         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1216         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1217         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1218                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1219                 goto out;
1220         }
1221
1222         /*
1223          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1224          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1225          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1226          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1227          * need to explicitly start one.
1228          */
1229         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1230             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1231                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1232                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1233                 goto out;
1234         }
1235
1236         /*
1237          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1238          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1239          * start one (if needed).
1240          */
1241         if (rnp != rnp_root) {
1242                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1243                 smp_mb__after_unlock_lock();
1244         }
1245
1246         /*
1247          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1248          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1249          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1250          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1251          */
1252         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1253         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1254                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1255                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1256
1257         /*
1258          * If the needed for the required grace period is already
1259          * recorded, trace and leave.
1260          */
1261         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1262                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1263                 goto unlock_out;
1264         }
1265
1266         /* Record the need for the future grace period. */
1267         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1268
1269         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1270         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1271                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1272         } else {
1273                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1274                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1275         }
1276 unlock_out:
1277         if (rnp != rnp_root)
1278                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1279 out:
1280         if (c_out != NULL)
1281                 *c_out = c;
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1287  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1288  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1289  * waiting for this grace period to complete.
1290  */
1291 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1292 {
1293         int c = rnp->completed;
1294         int needmore;
1295         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1296
1297         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1298         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1299         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1300         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1301                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1302         return needmore;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1307  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1308  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1309  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1310  * a kthread that has not yet been created.
1311  */
1312 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1313 {
1314         if (current == rsp->gp_kthread ||
1315             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1316             !rsp->gp_kthread)
1317                 return;
1318         wake_up(&rsp->gp_wq);
1319 }
1320
1321 /*
1322  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1323  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1324  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1325  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1326  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1327  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1328  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1329  * awaken the RCU grace-period kthread.
1330  *
1331  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1332  */
1333 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1334                                struct rcu_data *rdp)
1335 {
1336         unsigned long c;
1337         int i;
1338         bool ret;
1339
1340         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1341         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1342                 return false;
1343
1344         /*
1345          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1346          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1347          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1348          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1349          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1350          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1351          *
1352          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1353          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1354          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1355          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1356          * been assigned a ->completed number.
1357          */
1358         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1359         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1360                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1361                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1362                         break;
1363
1364         /*
1365          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1366          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1367          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1368          * be grouped into.
1369          */
1370         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1371                 return false;
1372
1373         /*
1374          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1375          * full grace period and group them all in the sublist initially
1376          * indexed by "i".
1377          */
1378         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1379                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1380                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1381         }
1382         /* Record any needed additional grace periods. */
1383         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1384
1385         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1386         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1387                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1388         else
1389                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1390         return ret;
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1395  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1396  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1397  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1398  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1399  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1400  *
1401  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1402  */
1403 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1404                             struct rcu_data *rdp)
1405 {
1406         int i, j;
1407
1408         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1409         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1410                 return false;
1411
1412         /*
1413          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1414          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1415          */
1416         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1417                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1418                         break;
1419                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1420         }
1421         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1422         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1423                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1424
1425         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1426         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1427                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1428                         break;
1429                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1430                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1431         }
1432
1433         /* Classify any remaining callbacks. */
1434         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1439  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1440  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1441  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1442  */
1443 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1444                               struct rcu_data *rdp)
1445 {
1446         bool ret;
1447
1448         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1449         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1450
1451                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1452                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1453
1454         } else {
1455
1456                 /* Advance callbacks. */
1457                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1458
1459                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1460                 rdp->completed = rnp->completed;
1461                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1462         }
1463
1464         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1465                 /*
1466                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1467                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1468                  * go looking for one.
1469                  */
1470                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1471                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1472                 rdp->passed_quiesce = 0;
1473                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1474                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1475         }
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1480 {
1481         unsigned long flags;
1482         bool needwake;
1483         struct rcu_node *rnp;
1484
1485         local_irq_save(flags);
1486         rnp = rdp->mynode;
1487         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1488              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1489             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1490                 local_irq_restore(flags);
1491                 return;
1492         }
1493         smp_mb__after_unlock_lock();
1494         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1495         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1496         if (needwake)
1497                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1502  */
1503 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1504 {
1505         struct rcu_data *rdp;
1506         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1507
1508         rcu_bind_gp_kthread();
1509         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1510         smp_mb__after_unlock_lock();
1511         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1512                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1513                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1514                 return 0;
1515         }
1516         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1517
1518         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1519                 /*
1520                  * Grace period already in progress, don't start another.
1521                  * Not supposed to be able to happen.
1522                  */
1523                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1524                 return 0;
1525         }
1526
1527         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1528         record_gp_stall_check_time(rsp);
1529         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1530         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1531         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1532         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1533
1534         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1535         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1536         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1537
1538         /*
1539          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1540          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1541          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1542          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1543          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1544          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1545          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1546          * CPU-hotplug operations.
1547          *
1548          * The grace period cannot complete until the initialization
1549          * process finishes, because this kthread handles both.
1550          */
1551         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1552                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1553                 smp_mb__after_unlock_lock();
1554                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1555                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1556                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1557                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1558                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1559                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1560                 if (rnp == rdp->mynode)
1561                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1562                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1563                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1564                                             rnp->level, rnp->grplo,
1565                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1566                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1567 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1568                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1569                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1570                         udelay(200);
1571 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1572                 cond_resched();
1573         }
1574
1575         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1576         return 1;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Do one round of quiescent-state forcing.
1581  */
1582 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1583 {
1584         int fqs_state = fqs_state_in;
1585         bool isidle = false;
1586         unsigned long maxj;
1587         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1588
1589         rsp->n_force_qs++;
1590         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1591                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1592                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1593                         isidle = 1;
1594                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1595                 }
1596                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1597                              &isidle, &maxj);
1598                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1599                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1600         } else {
1601                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1602                 isidle = 0;
1603                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1604         }
1605         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1606         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1607                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1608                 smp_mb__after_unlock_lock();
1609                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1610                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1611         }
1612         return fqs_state;
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Clean up after the old grace period.
1617  */
1618 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1619 {
1620         unsigned long gp_duration;
1621         bool needgp = false;
1622         int nocb = 0;
1623         struct rcu_data *rdp;
1624         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1625
1626         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1627         smp_mb__after_unlock_lock();
1628         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1629         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1630                 rsp->gp_max = gp_duration;
1631
1632         /*
1633          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1634          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1635          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1636          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1637          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1638          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1639          */
1640         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1641
1642         /*
1643          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1644          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1645          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1646          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1647          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1648          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1649          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1650          */
1651         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1652                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1653                 smp_mb__after_unlock_lock();
1654                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1655                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1656                 if (rnp == rdp->mynode)
1657                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1658                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1659                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1660                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1661                 cond_resched();
1662         }
1663         rnp = rcu_get_root(rsp);
1664         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1665         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1666         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1667
1668         /* Declare grace period done. */
1669         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1670         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1671         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1672         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1673         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1674         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1675         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1676                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1677                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1678                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1679                                        TPS("newreq"));
1680         }
1681         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Body of kthread that handles grace periods.
1686  */
1687 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1688 {
1689         int fqs_state;
1690         int gf;
1691         unsigned long j;
1692         int ret;
1693         struct rcu_state *rsp = arg;
1694         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1695
1696         for (;;) {
1697
1698                 /* Handle grace-period start. */
1699                 for (;;) {
1700                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1701                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1702                                                TPS("reqwait"));
1703                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1704                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1705                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1706                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1707                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1708                         if (rcu_gp_init(rsp))
1709                                 break;
1710                         cond_resched();
1711                         flush_signals(current);
1712                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1713                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1714                                                TPS("reqwaitsig"));
1715                 }
1716
1717                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1718                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1719                 j = jiffies_till_first_fqs;
1720                 if (j > HZ) {
1721                         j = HZ;
1722                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1723                 }
1724                 ret = 0;
1725                 for (;;) {
1726                         if (!ret)
1727                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1728                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1729                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1730                                                TPS("fqswait"));
1731                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1732                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1733                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1734                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1735                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1736                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1737                                         j);
1738                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1739                         /* If grace period done, leave loop. */
1740                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1741                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1742                                 break;
1743                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1744                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1745                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1746                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1747                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1748                                                        TPS("fqsstart"));
1749                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1750                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1751                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1752                                                        TPS("fqsend"));
1753                                 cond_resched();
1754                         } else {
1755                                 /* Deal with stray signal. */
1756                                 cond_resched();
1757                                 flush_signals(current);
1758                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1759                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1760                                                        TPS("fqswaitsig"));
1761                         }
1762                         j = jiffies_till_next_fqs;
1763                         if (j > HZ) {
1764                                 j = HZ;
1765                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1766                         } else if (j < 1) {
1767                                 j = 1;
1768                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1769                         }
1770                 }
1771
1772                 /* Handle grace-period end. */
1773                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1774         }
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1779  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1780  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1781  *
1782  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1783  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1784  * quiescent state.
1785  *
1786  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1787  */
1788 static bool
1789 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1790                       struct rcu_data *rdp)
1791 {
1792         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1793                 /*
1794                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1795                  * task, this CPU does not need another grace period,
1796                  * or a grace period is already in progress.
1797                  * Either way, don't start a new grace period.
1798                  */
1799                 return false;
1800         }
1801         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1802         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1803                                TPS("newreq"));
1804
1805         /*
1806          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1807          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1808          * the wakeup to our caller.
1809          */
1810         return true;
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1815  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1816  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1817  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1818  * that is encountered beforehand.
1819  *
1820  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1821  */
1822 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1823 {
1824         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1825         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1826         bool ret = false;
1827
1828         /*
1829          * If there is no grace period in progress right now, any
1830          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1831          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1832          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1833          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1834          * then start the grace period!
1835          */
1836         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1837         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1838         return ret;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1843  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1844  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1845  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1846  * is released before return.
1847  */
1848 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1849         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1850 {
1851         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1852         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1853         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1858  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1859  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1860  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1861  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1862  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1863  */
1864 static void
1865 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1866                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1867         __releases(rnp->lock)
1868 {
1869         struct rcu_node *rnp_c;
1870
1871         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1872         for (;;) {
1873                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1874
1875                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1876                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1877                         return;
1878                 }
1879                 rnp->qsmask &= ~mask;
1880                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1881                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1882                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1883                                                  !!rnp->gp_tasks);
1884                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1885
1886                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1887                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1888                         return;
1889                 }
1890                 mask = rnp->grpmask;
1891                 if (rnp->parent == NULL) {
1892
1893                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1894
1895                         break;
1896                 }
1897                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1898                 rnp_c = rnp;
1899                 rnp = rnp->parent;
1900                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1901                 smp_mb__after_unlock_lock();
1902                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1903         }
1904
1905         /*
1906          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1907          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1908          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1909          */
1910         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1915  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1916  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1917  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1918  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1919  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1920  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1921  */
1922 static void
1923 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1924 {
1925         unsigned long flags;
1926         unsigned long mask;
1927         bool needwake;
1928         struct rcu_node *rnp;
1929
1930         rnp = rdp->mynode;
1931         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1932         smp_mb__after_unlock_lock();
1933         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1934             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1935
1936                 /*
1937                  * The grace period in which this quiescent state was
1938                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1939                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1940                  * within the current grace period.
1941                  */
1942                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1943                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1944                 return;
1945         }
1946         mask = rdp->grpmask;
1947         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1948                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1949         } else {
1950                 rdp->qs_pending = 0;
1951
1952                 /*
1953                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1954                  * callbacks can be processed during the next GP.
1955                  */
1956                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1957
1958                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1959                 if (needwake)
1960                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1961         }
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1966  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1967  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1968  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1969  */
1970 static void
1971 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1972 {
1973         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1974         note_gp_changes(rsp, rdp);
1975
1976         /*
1977          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1978          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1979          */
1980         if (!rdp->qs_pending)
1981                 return;
1982
1983         /*
1984          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1985          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1986          */
1987         if (!rdp->passed_quiesce)
1988                 return;
1989
1990         /*
1991          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1992          * judge of that).
1993          */
1994         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1995 }
1996
1997 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1998
1999 /*
2000  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2001  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2002  * ->orphan_lock.
2003  */
2004 static void
2005 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2006                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2007 {
2008         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2009         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2010                 return;
2011
2012         /*
2013          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2014          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2015          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2016          */
2017         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2018                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2019                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2020                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2021                 rdp->qlen_lazy = 0;
2022                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2023         }
2024
2025         /*
2026          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2027          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2028          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2029          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2030          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2031          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2032          * we just reset the whole thing later on.
2033          */
2034         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2035                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2036                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2037                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2038         }
2039
2040         /*
2041          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2042          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2043          * required to pass though another grace period: They are done.
2044          */
2045         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2046                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2047                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2048         }
2049
2050         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2051         init_callback_list(rdp);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2056  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2057  */
2058 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2059 {
2060         int i;
2061         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2062
2063         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2064         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2065                 return;
2066
2067         /* Do the accounting first. */
2068         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2069         rdp->qlen += rsp->qlen;
2070         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2071         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2072                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2073         rsp->qlen_lazy = 0;
2074         rsp->qlen = 0;
2075
2076         /*
2077          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2078          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2079          * we are the task doing the rcu_barrier().
2080          */
2081
2082         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2083         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2084                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2085                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2086                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2087                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2088                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2089                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2090                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2091         }
2092
2093         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2094         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2095                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2096                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2097                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2098                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2099         }
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2104  */
2105 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2106 {
2107         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2108         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2109         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2110
2111         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2112         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2113                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2114                                TPS("cpuofl"));
2115 }
2116
2117 /*
2118  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2119  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2120  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2121  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2122  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2123  */
2124 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2125 {
2126         unsigned long flags;
2127         unsigned long mask;
2128         int need_report = 0;
2129         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2130         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2131
2132         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2133         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2134
2135         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2136
2137         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2138         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2139         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2140
2141         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2142         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2143         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2144
2145         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2146         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2147         do {
2148                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2149                 smp_mb__after_unlock_lock();
2150                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2151                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2152                         if (rnp != rdp->mynode)
2153                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2154                         break;
2155                 }
2156                 if (rnp == rdp->mynode)
2157                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2158                 else
2159                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2160                 mask = rnp->grpmask;
2161                 rnp = rnp->parent;
2162         } while (rnp != NULL);
2163
2164         /*
2165          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2166          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2167          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2168          * held leads to deadlock.
2169          */
2170         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2171         rnp = rdp->mynode;
2172         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2173                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2174         else
2175                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2176         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2177                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2178         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2179                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2180                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2181         init_callback_list(rdp);
2182         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2183         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2184         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2185 }
2186
2187 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2188
2189 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2190 {
2191 }
2192
2193 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2194 {
2195 }
2196
2197 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2198
2199 /*
2200  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2201  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2202  */
2203 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2204 {
2205         unsigned long flags;
2206         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2207         long bl, count, count_lazy;
2208         int i;
2209
2210         /* If no callbacks are ready, just return. */
2211         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2212                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2213                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2214                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2215                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2216                 return;
2217         }
2218
2219         /*
2220          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2221          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2222          */
2223         local_irq_save(flags);
2224         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2225         bl = rdp->blimit;
2226         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2227         list = rdp->nxtlist;
2228         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2229         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2230         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2231         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2232                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2233                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2234         local_irq_restore(flags);
2235
2236         /* Invoke callbacks. */
2237         count = count_lazy = 0;
2238         while (list) {
2239                 next = list->next;
2240                 prefetch(next);
2241                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2242                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2243                         count_lazy++;
2244                 list = next;
2245                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2246                 if (++count >= bl &&
2247                     (need_resched() ||
2248                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2249                         break;
2250         }
2251
2252         local_irq_save(flags);
2253         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2254                             is_idle_task(current),
2255                             rcu_is_callbacks_kthread());
2256
2257         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2258         if (list != NULL) {
2259                 *tail = rdp->nxtlist;
2260                 rdp->nxtlist = list;
2261                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2262                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2263                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2264                         else
2265                                 break;
2266         }
2267         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2268         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2269         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2270         rdp->n_cbs_invoked += count;
2271
2272         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2273         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2274                 rdp->blimit = blimit;
2275
2276         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2277         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2278                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2279                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2280         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2281                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2282         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2283
2284         local_irq_restore(flags);
2285
2286         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2287         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2288                 invoke_rcu_core();
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2293  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2294  * Also schedule RCU core processing.
2295  *
2296  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2297  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2298  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2299  */
2300 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2301 {
2302         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2303         increment_cpu_stall_ticks();
2304         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2305
2306                 /*
2307                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2308                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2309                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2310                  * a quiescent state, so note it.
2311                  *
2312                  * No memory barrier is required here because both
2313                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2314                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2315                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2316                  */
2317
2318                 rcu_sched_qs(cpu);
2319                 rcu_bh_qs(cpu);
2320
2321         } else if (!in_softirq()) {
2322
2323                 /*
2324                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2325                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2326                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2327                  * critical section, so note it.
2328                  */
2329
2330                 rcu_bh_qs(cpu);
2331         }
2332         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2333         if (rcu_pending(cpu))
2334                 invoke_rcu_core();
2335         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2340  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2341  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2342  *
2343  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2344  */
2345 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2346                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2347                                   unsigned long *maxj),
2348                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2349 {
2350         unsigned long bit;
2351         int cpu;
2352         unsigned long flags;
2353         unsigned long mask;
2354         struct rcu_node *rnp;
2355
2356         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2357                 cond_resched();
2358                 mask = 0;
2359                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2360                 smp_mb__after_unlock_lock();
2361                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2362                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2363                         return;
2364                 }
2365                 if (rnp->qsmask == 0) {
2366                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2367                         continue;
2368                 }
2369                 cpu = rnp->grplo;
2370                 bit = 1;
2371                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2372                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2373                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2374                                         *isidle = 0;
2375                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2376                                         mask |= bit;
2377                         }
2378                 }
2379                 if (mask != 0) {
2380
2381                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2382                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2383                         continue;
2384                 }
2385                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2386         }
2387         rnp = rcu_get_root(rsp);
2388         if (rnp->qsmask == 0) {
2389                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2390                 smp_mb__after_unlock_lock();
2391                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2397  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2398  */
2399 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2400 {
2401         unsigned long flags;
2402         bool ret;
2403         struct rcu_node *rnp;
2404         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2405
2406         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2407         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2408         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2409                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2410                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2411                 if (rnp_old != NULL)
2412                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2413                 if (ret) {
2414                         ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2415                         return;
2416                 }
2417                 rnp_old = rnp;
2418         }
2419         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2420
2421         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2422         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2423         smp_mb__after_unlock_lock();
2424         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2425         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2426                 ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2427                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2428                 return;  /* Someone beat us to it. */
2429         }
2430         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2431         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2432         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2433 }
2434
2435 /*
2436  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2437  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2438  * whom the rdp belongs.
2439  */
2440 static void
2441 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2442 {
2443         unsigned long flags;
2444         bool needwake;
2445         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2446
2447         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2448
2449         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2450         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2451
2452         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2453         local_irq_save(flags);
2454         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2455                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2456                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2457                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2458                 if (needwake)
2459                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2460         } else {
2461                 local_irq_restore(flags);
2462         }
2463
2464         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2465         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2466                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2467
2468         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2469         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Do RCU core processing for the current CPU.
2474  */
2475 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2476 {
2477         struct rcu_state *rsp;
2478
2479         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2480                 return;
2481         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2482         for_each_rcu_flavor(rsp)
2483                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2484         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2489  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2490  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2491  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2492  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2493  */
2494 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2495 {
2496         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2497                 return;
2498         if (likely(!rsp->boost)) {
2499                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2500                 return;
2501         }
2502         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2503 }
2504
2505 static void invoke_rcu_core(void)
2506 {
2507         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2508                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2513  */
2514 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2515                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2516 {
2517         bool needwake;
2518
2519         /*
2520          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2521          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2522          */
2523         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2524                 invoke_rcu_core();
2525
2526         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2527         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2528                 return;
2529
2530         /*
2531          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2532          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2533          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2534          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2535          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2536          */
2537         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2538
2539                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2540                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2541
2542                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2543                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2544                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2545
2546                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2547                         smp_mb__after_unlock_lock();
2548                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2549                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2550                         if (needwake)
2551                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2552                 } else {
2553                         /* Give the grace period a kick. */
2554                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2555                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2556                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2557                                 force_quiescent_state(rsp);
2558                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2559                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2560                 }
2561         }
2562 }
2563
2564 /*
2565  * RCU callback function to leak a callback.
2566  */
2567 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2568 {
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2573  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2574  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2575  * is expected to specify a CPU.
2576  */
2577 static void
2578 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2579            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2580 {
2581         unsigned long flags;
2582         struct rcu_data *rdp;
2583
2584         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2585         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2586                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2587                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2588                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2589                 return;
2590         }
2591         head->func = func;
2592         head->next = NULL;
2593
2594         /*
2595          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2596          * Note that we might see a beginning right after we see an
2597          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2598          * a quiescent state betweentimes.
2599          */
2600         local_irq_save(flags);
2601         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2602
2603         /* Add the callback to our list. */
2604         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2605                 int offline;
2606
2607                 if (cpu != -1)
2608                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2609                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2610                 WARN_ON_ONCE(offline);
2611                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2612                 local_irq_restore(flags);
2613                 return;
2614         }
2615         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2616         if (lazy)
2617                 rdp->qlen_lazy++;
2618         else
2619                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2620         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2621         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2622         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2623
2624         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2625                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2626                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2627         else
2628                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2629
2630         /* Go handle any RCU core processing required. */
2631         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2632         local_irq_restore(flags);
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2637  */
2638 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2639 {
2640         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2641 }
2642 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2643
2644 /*
2645  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2646  */
2647 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2648 {
2649         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2650 }
2651 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2652
2653 /*
2654  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2655  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2656  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2657  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2658  * function may only be called from __kfree_rcu().
2659  */
2660 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2661                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2662 {
2663         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2664 }
2665 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2666
2667 /*
2668  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2669  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2670  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2671  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2672  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2673  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2674  * some overhead: RCU still operates correctly.
2675  */
2676 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2677 {
2678         int ret;
2679
2680         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2681         preempt_disable();
2682         ret = num_online_cpus() <= 1;
2683         preempt_enable();
2684         return ret;
2685 }
2686
2687 /**
2688  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2689  *
2690  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2691  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2692  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2693  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2694  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2695  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2696  * rcu_read_lock_sched().
2697  *
2698  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2699  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2700  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2701  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2702  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2703  *
2704  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2705  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2706  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2707  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2708  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2709  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2710  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2711  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2712  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2713  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2714  * that are executing in the kernel.
2715  *
2716  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2717  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2718  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2719  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2720  * again only if the system has more than one CPU).
2721  *
2722  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2723  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2724  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2725  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2726  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2727  */
2728 void synchronize_sched(void)
2729 {
2730         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2731                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2732                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2733                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2734         if (rcu_blocking_is_gp())
2735                 return;
2736         if (rcu_expedited)
2737                 synchronize_sched_expedited();
2738         else
2739                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2740 }
2741 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2742
2743 /**
2744  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2745  *
2746  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2747  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2748  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2749  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2750  * and may be nested.
2751  *
2752  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2753  * on memory ordering guarantees.
2754  */
2755 void synchronize_rcu_bh(void)
2756 {
2757         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2758                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2759                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2760                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2761         if (rcu_blocking_is_gp())
2762                 return;
2763         if (rcu_expedited)
2764                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2765         else
2766                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2767 }
2768 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2769
2770 /**
2771  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2772  *
2773  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2774  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2775  * meantime.
2776  */
2777 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2778 {
2779         /*
2780          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2781          * before the load from ->gpnum.
2782          */
2783         smp_mb();  /* ^^^ */
2784
2785         /*
2786          * Make sure this load happens before the purportedly
2787          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2788          * and cond_synchronize_rcu().
2789          */
2790         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2791 }
2792 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2793
2794 /**
2795  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2796  *
2797  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2798  *
2799  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2800  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2801  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2802  *
2803  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2804  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2805  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2806  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2807  */
2808 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2809 {
2810         unsigned long newstate;
2811
2812         /*
2813          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2814          * actions the caller might carry out after we return.
2815          */
2816         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2817         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2818                 synchronize_rcu();
2819 }
2820 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2821
2822 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2823 {
2824         /*
2825          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2826          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2827          * time that it returns.
2828          *
2829          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2830          * above condition is already met when the control reaches
2831          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2832          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2833          * robustness against future implementation changes.
2834          */
2835         smp_mb(); /* See above comment block. */
2836         return 0;
2837 }
2838
2839 /**
2840  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2841  *
2842  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2843  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2844  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2845  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2846  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2847  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2848  * synchronize_sched() instead.
2849  *
2850  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2851  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2852  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2853  * these restriction will result in deadlock.
2854  *
2855  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2856  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2857  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2858  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2859  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2860  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2861  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2862  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2863  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2864  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2865  *
2866  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2867  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2868  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2869  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2870  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2871  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2872  * doing our work for us.
2873  *
2874  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2875  */
2876 void synchronize_sched_expedited(void)
2877 {
2878         long firstsnap, s, snap;
2879         int trycount = 0;
2880         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2881
2882         /*
2883          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2884          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2885          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2886          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2887          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2888          * course be required on a 64-bit system.
2889          */
2890         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2891                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2892                          ULONG_MAX / 8)) {
2893                 synchronize_sched();
2894                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2895                 return;
2896         }
2897
2898         /*
2899          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2900          * full memory barrier.
2901          */
2902         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2903         firstsnap = snap;
2904         get_online_cpus();
2905         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2906
2907         /*
2908          * Each pass through the following loop attempts to force a
2909          * context switch on each CPU.
2910          */
2911         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2912                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2913                              NULL) == -EAGAIN) {
2914                 put_online_cpus();
2915                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2916
2917                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2918                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2919                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2920                         /* ensure test happens before caller kfree */
2921                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
2922                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2923                         return;
2924                 }
2925
2926                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2927                 if (trycount++ < 10) {
2928                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2929                 } else {
2930                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2931                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2932                         return;
2933                 }
2934
2935                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2936                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2937                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2938                         /* ensure test happens before caller kfree */
2939                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
2940                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2941                         return;
2942                 }
2943
2944                 /*
2945                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2946                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2947                  * after they started, so our grace period works for them,
2948                  * and they started after our first try, so their grace
2949                  * period works for us.
2950                  */
2951                 get_online_cpus();
2952                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2953                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2954         }
2955         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2956
2957         /*
2958          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2959          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2960          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2961          * than we did already did their update.
2962          */
2963         do {
2964                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2965                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2966                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2967                         /* ensure test happens before caller kfree */
2968                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
2969                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2970                         break;
2971                 }
2972         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2973         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2974
2975         put_online_cpus();
2976 }
2977 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2978
2979 /*
2980  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2981  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2982  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2983  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2984  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2985  */
2986 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2987 {
2988         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2989
2990         rdp->n_rcu_pending++;
2991
2992         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2993         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2994
2995         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2996         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
2997                 return 0;
2998
2999         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3000         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3001             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3002                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3003         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3004                 rdp->n_rp_report_qs++;
3005                 return 1;
3006         }
3007
3008         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3009         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3010                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3011                 return 1;
3012         }
3013
3014         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3015         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3016                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3017                 return 1;
3018         }
3019
3020         /* Has another RCU grace period completed?  */
3021         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3022                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3023                 return 1;
3024         }
3025
3026         /* Has a new RCU grace period started? */
3027         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3028                 rdp->n_rp_gp_started++;
3029                 return 1;
3030         }
3031
3032         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3033         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3034                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3035                 return 1;
3036         }
3037
3038         /* nothing to do */
3039         rdp->n_rp_need_nothing++;
3040         return 0;
3041 }
3042
3043 /*
3044  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3045  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3046  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3047  */
3048 static int rcu_pending(int cpu)
3049 {
3050         struct rcu_state *rsp;
3051
3052         for_each_rcu_flavor(rsp)
3053                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
3054                         return 1;
3055         return 0;
3056 }
3057
3058 /*
3059  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3060  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3061  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3062  */
3063 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
3064 {
3065         bool al = true;
3066         bool hc = false;
3067         struct rcu_data *rdp;
3068         struct rcu_state *rsp;
3069
3070         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3071                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3072                 if (!rdp->nxtlist)
3073                         continue;
3074                 hc = true;
3075                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3076                         al = false;
3077                         break;
3078                 }
3079         }
3080         if (all_lazy)
3081                 *all_lazy = al;
3082         return hc;
3083 }
3084
3085 /*
3086  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3087  * the compiler is expected to optimize this away.
3088  */
3089 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3090                                int cpu, unsigned long done)
3091 {
3092         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3093                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3094 }
3095
3096 /*
3097  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3098  * up the task executing _rcu_barrier().
3099  */
3100 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3101 {
3102         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3103         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3104
3105         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3106                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3107                 complete(&rsp->barrier_completion);
3108         } else {
3109                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3110         }
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3115  */
3116 static void rcu_barrier_func(void *type)
3117 {
3118         struct rcu_state *rsp = type;
3119         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3120
3121         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3122         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3123         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3128  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3129  */
3130 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3131 {
3132         int cpu;
3133         struct rcu_data *rdp;
3134         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3135         unsigned long snap_done;
3136
3137         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3138
3139         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3140         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3141
3142         /*
3143          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3144          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3145          */
3146         smp_mb();  /* See above block comment. */
3147
3148         /*
3149          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3150          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3151          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3152          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3153          */
3154         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3155         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3156
3157         /*
3158          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3159          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3160          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3161          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3162          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3163          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3164          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3165          * this for us (thank you, Linus!).
3166          */
3167         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3168                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3169                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3170                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3171                 return;
3172         }
3173
3174         /*
3175          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3176          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3177          * the increment to precede the early-exit check.
3178          */
3179         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3180         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3181         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3182         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3183
3184         /*
3185          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3186          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3187          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3188          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3189          */
3190         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3191         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3192         get_online_cpus();
3193
3194         /*
3195          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3196          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3197          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3198          */
3199         for_each_possible_cpu(cpu) {
3200                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3201                         continue;
3202                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3203                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3204                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3205                                            rsp->n_barrier_done);
3206                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3207                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3208                                    rsp, cpu, 0);
3209                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3210                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3211                                            rsp->n_barrier_done);
3212                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3213                 } else {
3214                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3215                                            rsp->n_barrier_done);
3216                 }
3217         }
3218         put_online_cpus();
3219
3220         /*
3221          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3222          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3223          */
3224         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3225                 complete(&rsp->barrier_completion);
3226
3227         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3228         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3229         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3230         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3231         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3232         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3233
3234         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3235         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3236
3237         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3238         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3239 }
3240
3241 /**
3242  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3243  */
3244 void rcu_barrier_bh(void)
3245 {
3246         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3249
3250 /**
3251  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3252  */
3253 void rcu_barrier_sched(void)
3254 {
3255         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3256 }
3257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3258
3259 /*
3260  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3261  */
3262 static void __init
3263 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3264 {
3265         unsigned long flags;
3266         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3267         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3268
3269         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3270         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3271         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3272         init_callback_list(rdp);
3273         rdp->qlen_lazy = 0;
3274         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3275         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3276         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3277         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3278         rdp->cpu = cpu;
3279         rdp->rsp = rsp;
3280         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3281         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3282 }
3283
3284 /*
3285  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3286  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3287  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3288  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3289  */
3290 static void
3291 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3292 {
3293         unsigned long flags;
3294         unsigned long mask;
3295         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3296         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3297
3298         /* Exclude new grace periods. */
3299         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3300
3301         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3302         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3303         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3304         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3305         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3306         rdp->blimit = blimit;
3307         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3308         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3309         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3310         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3311                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3312         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3313
3314         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3315         rnp = rdp->mynode;
3316         mask = rdp->grpmask;
3317         do {
3318                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3319                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3320                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3321                 mask = rnp->grpmask;
3322                 if (rnp == rdp->mynode) {
3323                         /*
3324                          * If there is a grace period in progress, we will
3325                          * set up to wait for it next time we run the
3326                          * RCU core code.
3327                          */
3328                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3329                         rdp->completed = rnp->completed;
3330                         rdp->passed_quiesce = 0;
3331                         rdp->qs_pending = 0;
3332                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3333                 }
3334                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3335                 rnp = rnp->parent;
3336         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3337         local_irq_restore(flags);
3338
3339         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3340 }
3341
3342 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3343 {
3344         struct rcu_state *rsp;
3345
3346         for_each_rcu_flavor(rsp)
3347                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3348 }
3349
3350 /*
3351  * Handle CPU online/offline notification events.
3352  */
3353 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3354                                     unsigned long action, void *hcpu)
3355 {
3356         long cpu = (long)hcpu;
3357         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3358         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3359         struct rcu_state *rsp;
3360
3361         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3362         switch (action) {
3363         case CPU_UP_PREPARE:
3364         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3365                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3366                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3367                 break;
3368         case CPU_ONLINE:
3369         case CPU_DOWN_FAILED:
3370                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3371                 break;
3372         case CPU_DOWN_PREPARE:
3373                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3374                 break;
3375         case CPU_DYING:
3376         case CPU_DYING_FROZEN:
3377                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3378                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3379                 break;
3380         case CPU_DEAD:
3381         case CPU_DEAD_FROZEN:
3382         case CPU_UP_CANCELED:
3383         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3384                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3385                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3386                 break;
3387         default:
3388                 break;
3389         }
3390         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3391         return NOTIFY_OK;
3392 }
3393
3394 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3395                          unsigned long action, void *hcpu)
3396 {
3397         switch (action) {
3398         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3399         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3400                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3401                         rcu_expedited = 1;
3402                 break;
3403         case PM_POST_HIBERNATION:
3404         case PM_POST_SUSPEND:
3405                 rcu_expedited = 0;
3406                 break;
3407         default:
3408                 break;
3409         }
3410         return NOTIFY_OK;
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3415  */
3416 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3417 {
3418         unsigned long flags;
3419         struct rcu_node *rnp;
3420         struct rcu_state *rsp;
3421         struct task_struct *t;
3422
3423         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3424                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3425                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3426                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3427                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3428                 rsp->gp_kthread = t;
3429                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3430                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3431         }
3432         return 0;
3433 }
3434 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3435
3436 /*
3437  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3438  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3439  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3440  * task is booting the system).  After this function is called, the
3441  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3442  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3443  */
3444 void rcu_scheduler_starting(void)
3445 {
3446         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3447         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3448         rcu_scheduler_active = 1;
3449 }
3450
3451 /*
3452  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3453  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3454  */
3455 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3456 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3457 {
3458         int i;
3459
3460         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3461         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3462                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3463 }
3464 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3465 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3466 {
3467         int ccur;
3468         int cprv;
3469         int i;
3470
3471         cprv = nr_cpu_ids;
3472         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3473                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3474                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3475                 cprv = ccur;
3476         }
3477 }
3478 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3479
3480 /*
3481  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3482  */
3483 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3484                 struct rcu_data __percpu *rda)
3485 {
3486         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3487                                "rcu_node_1",
3488                                "rcu_node_2",
3489                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3490         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3491                                "rcu_node_fqs_1",
3492                                "rcu_node_fqs_2",
3493                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3494         int cpustride = 1;
3495         int i;
3496         int j;
3497         struct rcu_node *rnp;
3498
3499         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3500
3501         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3502         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3503                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3504
3505         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3506
3507         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3508                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3509         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3510                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3511         rcu_init_levelspread(rsp);
3512
3513         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3514
3515         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3516                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3517                 rnp = rsp->level[i];
3518                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3519                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3520                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3521                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3522                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3523                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3524                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3525                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3526                         rnp->completed = rsp->completed;
3527                         rnp->qsmask = 0;
3528                         rnp->qsmaskinit = 0;
3529                         rnp->grplo = j * cpustride;
3530                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3531                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3532                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3533                         if (i == 0) {
3534                                 rnp->grpnum = 0;
3535                                 rnp->grpmask = 0;
3536                                 rnp->parent = NULL;
3537                         } else {
3538                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3539                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3540                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3541                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3542                         }
3543                         rnp->level = i;
3544                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3545                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3546                 }
3547         }
3548
3549         rsp->rda = rda;
3550         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3551         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3552         for_each_possible_cpu(i) {
3553                 while (i > rnp->grphi)
3554                         rnp++;
3555                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3556                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3557         }
3558         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3559 }
3560
3561 /*
3562  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3563  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3564  * the ->node array in the rcu_state structure.
3565  */
3566 static void __init rcu_init_geometry(void)
3567 {
3568         ulong d;
3569         int i;
3570         int j;
3571         int n = nr_cpu_ids;
3572         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3573
3574         /*
3575          * Initialize any unspecified boot parameters.
3576          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3577          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3578          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3579          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3580          */
3581         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3582         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3583                 jiffies_till_first_fqs = d;
3584         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3585                 jiffies_till_next_fqs = d;
3586
3587         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3588         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3589             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3590                 return;
3591         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3592                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3593
3594         /*
3595          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3596          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3597          * some of the arithmetic easier.
3598          */
3599         rcu_capacity[0] = 1;
3600         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3601         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3602                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3603
3604         /*
3605          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3606          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3607          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3608          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3609          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3610          * compile-time values if these limits are exceeded.
3611          */
3612         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3613             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3614             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3615                 WARN_ON(1);
3616                 return;
3617         }
3618
3619         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3620         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3621                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3622                         for (j = 0; j <= i; j++)
3623                                 num_rcu_lvl[j] =
3624                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3625                         rcu_num_lvls = i;
3626                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3627                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3628                         break;
3629                 }
3630
3631         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3632         rcu_num_nodes = 0;
3633         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3634                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3635         rcu_num_nodes -= n;
3636 }
3637
3638 void __init rcu_init(void)
3639 {
3640         int cpu;
3641
3642         rcu_bootup_announce();
3643         rcu_init_geometry();
3644         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3645         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3646         __rcu_init_preempt();
3647         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3648
3649         /*
3650          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3651          * this is called early in boot, before either interrupts
3652          * or the scheduler are operational.
3653          */
3654         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3655         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3656         for_each_online_cpu(cpu)
3657                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3658 }
3659
3660 #include "tree_plugin.h"