OSDN Git Service

Merge 4.4.117 into android-4.4
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.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/trace_events.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 static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
74
75 /*
76  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
77  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
78  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
79  * that points to the string being used, and this will allow
80  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
81  * address to the matching string.
82  */
83 #ifdef CONFIG_TRACING
84 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
85 static char sname##_varname[] = #sname; \
86 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
88 #else
89 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
90 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
91 #endif
92
93 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
94 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
95 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
96 struct rcu_state sname##_state = { \
97         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
98         .rda = &sname##_data, \
99         .call = cr, \
100         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
101         .gpnum = 0UL - 300UL, \
102         .completed = 0UL - 300UL, \
103         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
104         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
105         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
106         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
107         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
108         .abbr = sabbr, \
109 }
110
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
112 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
113
114 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
115 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p;
116 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
117
118 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
119 static bool dump_tree;
120 module_param(dump_tree, bool, 0444);
121 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
122 static bool rcu_fanout_exact;
123 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
124 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
125 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
126 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
127 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
128 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
129 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
130 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
134  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
135  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
136  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
137  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
138  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
139  * positives from lockdep-RCU error checking.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165
166 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
167 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
168 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
169 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
170 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
171 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
172 module_param(kthread_prio, int, 0644);
173
174 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
175
176 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
177 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
178 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
179 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
180 static const int gp_preinit_delay;
181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
182
183 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
184 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
185 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
186 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
187 static const int gp_init_delay;
188 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
189
190 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
191 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
192 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
193 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
194 static const int gp_cleanup_delay;
195 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
196
197 /*
198  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
199  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
200  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
201  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
202  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
203  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
204  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
205  */
206 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
207
208 /*
209  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
210  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
211  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
212  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
213  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
214  * These variables enable correlating rcutorture output with the
215  * RCU tracing information.
216  */
217 unsigned long rcutorture_testseq;
218 unsigned long rcutorture_vernum;
219
220 /*
221  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
222  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
223  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
224  * in most contexts.
225  */
226 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
227 {
228         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
229 }
230
231 /*
232  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
233  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
234  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
235  */
236 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
237 {
238         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
239 }
240
241 /*
242  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
243  * how many quiescent states passed, just if there was at least
244  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
245  * The caller must have disabled preemption.
246  */
247 void rcu_sched_qs(void)
248 {
249         unsigned long flags;
250
251         if (__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s)) {
252                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
253                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
254                                        TPS("cpuqs"));
255                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
256                 if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
257                         return;
258                 local_irq_save(flags);
259                 if (__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)) {
260                         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
261                         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
262                                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data),
263                                            true);
264                 }
265                 local_irq_restore(flags);
266         }
267 }
268
269 void rcu_bh_qs(void)
270 {
271         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
272                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
273                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
274                                        TPS("cpuqs"));
275                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
276         }
277 }
278
279 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
280
281 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
282         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
283         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
284 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
285         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
286         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
287 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
288 };
289
290 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
291 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
292
293 /*
294  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
295  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
296  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
297  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
298  * this CPU might (or might not) do in the near future.
299  *
300  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
301  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
302  * by two.
303  */
304 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
305 {
306         unsigned long flags;
307         struct rcu_data *rdp;
308         struct rcu_dynticks *rdtp;
309         int resched_mask;
310         struct rcu_state *rsp;
311
312         local_irq_save(flags);
313
314         /*
315          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
316          * the flag will be set again after some delay.
317          */
318         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
319         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
320
321         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
322         for_each_rcu_flavor(rsp) {
323                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
324                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
325                         continue;
326                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
327                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
328                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
329                         continue;
330
331                 /*
332                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
333                  * This allows the grace-period kthread to record the
334                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
335                  * further.
336                  */
337                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
338                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
339                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
340                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
341                 break;
342         }
343         local_irq_restore(flags);
344 }
345
346 /*
347  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
348  * and requires special handling for preemptible RCU.
349  * The caller must have disabled preemption.
350  */
351 void rcu_note_context_switch(void)
352 {
353         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
354         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
355         rcu_sched_qs();
356         rcu_preempt_note_context_switch();
357         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
358                 rcu_momentary_dyntick_idle();
359         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
360         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
361 }
362 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
363
364 /*
365  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
366  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
367  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
368  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
369  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
370  * all RCU flavors.
371  *
372  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
373  * called externally, but just in case this is called from within this
374  * file.
375  *
376  */
377 void rcu_all_qs(void)
378 {
379         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
380         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
381                 rcu_momentary_dyntick_idle();
382         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
383         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
384 }
385 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
386
387 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
388 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
389 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
390
391 module_param(blimit, long, 0444);
392 module_param(qhimark, long, 0444);
393 module_param(qlowmark, long, 0444);
394
395 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
396 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
397
398 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
399 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
400
401 /*
402  * How long the grace period must be before we start recruiting
403  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
404  */
405 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
406 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
407
408 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
409                                   struct rcu_data *rdp);
410 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
411                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
412                                   unsigned long *maxj),
413                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
414 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
415 static int rcu_pending(void);
416
417 /*
418  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
419  */
420 unsigned long rcu_batches_started(void)
421 {
422         return rcu_state_p->gpnum;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
425
426 /*
427  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
428  */
429 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
430 {
431         return rcu_sched_state.gpnum;
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
434
435 /*
436  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
437  */
438 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
439 {
440         return rcu_bh_state.gpnum;
441 }
442 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
443
444 /*
445  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
446  */
447 unsigned long rcu_batches_completed(void)
448 {
449         return rcu_state_p->completed;
450 }
451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
452
453 /*
454  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
455  */
456 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
457 {
458         return rcu_sched_state.completed;
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
461
462 /*
463  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
464  */
465 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
466 {
467         return rcu_bh_state.completed;
468 }
469 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
470
471 /*
472  * Force a quiescent state.
473  */
474 void rcu_force_quiescent_state(void)
475 {
476         force_quiescent_state(rcu_state_p);
477 }
478 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
479
480 /*
481  * Force a quiescent state for RCU BH.
482  */
483 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
484 {
485         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
488
489 /*
490  * Force a quiescent state for RCU-sched.
491  */
492 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
493 {
494         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
497
498 /*
499  * Show the state of the grace-period kthreads.
500  */
501 void show_rcu_gp_kthreads(void)
502 {
503         struct rcu_state *rsp;
504
505         for_each_rcu_flavor(rsp) {
506                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
507                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
508                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
509         }
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
512
513 /*
514  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
515  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
516  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
517  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
518  * store this state in rcutorture itself.
519  */
520 void rcutorture_record_test_transition(void)
521 {
522         rcutorture_testseq++;
523         rcutorture_vernum = 0;
524 }
525 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
526
527 /*
528  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
529  */
530 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
531                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
532 {
533         struct rcu_state *rsp = NULL;
534
535         switch (test_type) {
536         case RCU_FLAVOR:
537                 rsp = rcu_state_p;
538                 break;
539         case RCU_BH_FLAVOR:
540                 rsp = &rcu_bh_state;
541                 break;
542         case RCU_SCHED_FLAVOR:
543                 rsp = &rcu_sched_state;
544                 break;
545         default:
546                 break;
547         }
548         if (rsp != NULL) {
549                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
550                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
551                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
552                 return;
553         }
554         *flags = 0;
555         *gpnum = 0;
556         *completed = 0;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
559
560 /*
561  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
562  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
563  * messages.
564  */
565 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
566 {
567         rcutorture_vernum++;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
570
571 /*
572  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
573  */
574 static int
575 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
576 {
577         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
578                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
579 }
580
581 /*
582  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
583  */
584 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
585 {
586         return &rsp->node[0];
587 }
588
589 /*
590  * Is there any need for future grace periods?
591  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
592  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
593  */
594 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
595 {
596         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
597         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
598         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
599
600         return READ_ONCE(*fp);
601 }
602
603 /*
604  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
605  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
606  * normal callback registry.
607  */
608 static int
609 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
610 {
611         int i;
612
613         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
614                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
615         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
616                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
617         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
618                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
619         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
620                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
621         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
622                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
623                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
624                                  rdp->nxtcompleted[i]))
625                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
626         return 0; /* No grace period needed. */
627 }
628
629 /*
630  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
631  *
632  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
633  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
634  * The caller must have disabled interrupts.
635  */
636 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
637 {
638         struct rcu_state *rsp;
639         struct rcu_data *rdp;
640         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
641
642         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
643         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
644             !user && !is_idle_task(current)) {
645                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
646                         idle_task(smp_processor_id());
647
648                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
649                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
650                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
651                           current->pid, current->comm,
652                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
653         }
654         for_each_rcu_flavor(rsp) {
655                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
656                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
657         }
658         rcu_prepare_for_idle();
659         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
660         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
661         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
662         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
663         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
664                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
665         rcu_dynticks_task_enter();
666
667         /*
668          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
669          * in an RCU read-side critical section.
670          */
671         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
672                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
673         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
674                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
675         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
676                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
677 }
678
679 /*
680  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
681  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
682  */
683 static void rcu_eqs_enter(bool user)
684 {
685         long long oldval;
686         struct rcu_dynticks *rdtp;
687
688         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
689         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
690         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
691                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
692         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
693                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
694                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
695         } else {
696                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
697         }
698 }
699
700 /**
701  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
702  *
703  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
704  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
705  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
706  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
707  *
708  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
709  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
710  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
711  */
712 void rcu_idle_enter(void)
713 {
714         unsigned long flags;
715
716         local_irq_save(flags);
717         rcu_eqs_enter(false);
718         rcu_sysidle_enter(0);
719         local_irq_restore(flags);
720 }
721 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
722
723 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
724 /**
725  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
726  *
727  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
728  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
729  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
730  * when the CPU runs in userspace.
731  */
732 void rcu_user_enter(void)
733 {
734         rcu_eqs_enter(1);
735 }
736 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
737
738 /**
739  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
740  *
741  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
742  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
743  * sections can occur.
744  *
745  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
746  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
747  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
748  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
749  *
750  * Use things like work queues to work around this limitation.
751  *
752  * You have been warned.
753  */
754 void rcu_irq_exit(void)
755 {
756         unsigned long flags;
757         long long oldval;
758         struct rcu_dynticks *rdtp;
759
760         local_irq_save(flags);
761         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
762
763         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
764         if (READ_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting))
765                 return;
766
767         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
768         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
769         rdtp->dynticks_nesting--;
770         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
771                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
772         if (rdtp->dynticks_nesting)
773                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
774         else
775                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
776         rcu_sysidle_enter(1);
777         local_irq_restore(flags);
778 }
779
780 /*
781  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
782  *
783  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
784  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
785  * The caller must have disabled interrupts.
786  */
787 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
788 {
789         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
790
791         rcu_dynticks_task_exit();
792         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
793         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
794         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
795         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
796         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
797                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
798         rcu_cleanup_after_idle();
799         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
800         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
801             !user && !is_idle_task(current)) {
802                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
803                         idle_task(smp_processor_id());
804
805                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
806                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
807                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
808                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
809                           current->pid, current->comm,
810                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
811         }
812 }
813
814 /*
815  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
816  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
817  */
818 static void rcu_eqs_exit(bool user)
819 {
820         struct rcu_dynticks *rdtp;
821         long long oldval;
822
823         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
824         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
825         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
826         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
827                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
828         } else {
829                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
830                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
831         }
832 }
833
834 /**
835  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
836  *
837  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
838  * read-side critical sections can occur.
839  *
840  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
841  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
842  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
843  * now starting.
844  */
845 void rcu_idle_exit(void)
846 {
847         unsigned long flags;
848
849         local_irq_save(flags);
850         rcu_eqs_exit(false);
851         rcu_sysidle_exit(0);
852         local_irq_restore(flags);
853 }
854 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
855
856 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
857 /**
858  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
859  *
860  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
861  * run a RCU read side critical section anytime.
862  */
863 void rcu_user_exit(void)
864 {
865         rcu_eqs_exit(1);
866 }
867 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
868
869 /**
870  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
871  *
872  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
873  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
874  * sections can occur.
875  *
876  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
877  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
878  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
879  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
880  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
881  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
882  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
883  *
884  * Use things like work queues to work around this limitation.
885  *
886  * You have been warned.
887  */
888 void rcu_irq_enter(void)
889 {
890         unsigned long flags;
891         struct rcu_dynticks *rdtp;
892         long long oldval;
893
894         local_irq_save(flags);
895         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
896
897         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
898         if (READ_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting))
899                 return;
900
901         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
902         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
903         rdtp->dynticks_nesting++;
904         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
905                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
906         if (oldval)
907                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
908         else
909                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
910         rcu_sysidle_exit(1);
911         local_irq_restore(flags);
912 }
913
914 /**
915  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
916  *
917  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
918  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
919  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
920  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
921  * run out of stack space first.)
922  */
923 void rcu_nmi_enter(void)
924 {
925         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
926         int incby = 2;
927
928         /* Complain about underflow. */
929         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
930
931         /*
932          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
933          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
934          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
935          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
936          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
937          * period (observation due to Andy Lutomirski).
938          */
939         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
940                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
941                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
942                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
943                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
944                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
945                 incby = 1;
946         }
947         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
948         barrier();
949 }
950
951 /**
952  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
953  *
954  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
955  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
956  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
957  * being RCU-idle.
958  */
959 void rcu_nmi_exit(void)
960 {
961         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
962
963         /*
964          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
965          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
966          * to us!)
967          */
968         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
969         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
970
971         /*
972          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
973          * leave it in non-RCU-idle state.
974          */
975         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
976                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
977                 return;
978         }
979
980         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
981         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
982         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
983         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
984         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
985         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
986         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
987 }
988
989 /**
990  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
991  *
992  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
993  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
994  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
995  * least disabled preemption.
996  */
997 bool notrace __rcu_is_watching(void)
998 {
999         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1000 }
1001
1002 /**
1003  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1004  *
1005  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1006  * or NMI handler, return true.
1007  */
1008 bool notrace rcu_is_watching(void)
1009 {
1010         bool ret;
1011
1012         preempt_disable_notrace();
1013         ret = __rcu_is_watching();
1014         preempt_enable_notrace();
1015         return ret;
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1018
1019 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1020
1021 /*
1022  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1023  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1024  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1025  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1026  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1027  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1028  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1029  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1030  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1031  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1032  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1033  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1034  * notifiers.
1035  *
1036  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1037  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1038  *
1039  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1040  * errors from NMI handlers anyway.
1041  */
1042 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1043 {
1044         struct rcu_data *rdp;
1045         struct rcu_node *rnp;
1046         bool ret;
1047
1048         if (in_nmi())
1049                 return true;
1050         preempt_disable();
1051         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1052         rnp = rdp->mynode;
1053         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1054               !rcu_scheduler_fully_active;
1055         preempt_enable();
1056         return ret;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1059
1060 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1061
1062 /**
1063  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1064  *
1065  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1066  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1067  * disabled preemption.
1068  */
1069 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1070 {
1071         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1076  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1077  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1078  */
1079 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1080                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1081 {
1082         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1083         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1084         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1085                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1086                 return 1;
1087         } else {
1088                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1089                                  rdp->mynode->gpnum))
1090                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1091                 return 0;
1092         }
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1097  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1098  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1099  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1100  */
1101 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1102                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1103 {
1104         unsigned int curr;
1105         int *rcrmp;
1106         unsigned int snap;
1107
1108         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1109         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1110
1111         /*
1112          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1113          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1114          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1115          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1116          * read-side critical section that started before the beginning
1117          * of the current RCU grace period.
1118          */
1119         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1120                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1121                 rdp->dynticks_fqs++;
1122                 return 1;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1127          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1128          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1129          * quiescent state.
1130          *
1131          * The reason for insisting that the grace period be at least
1132          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1133          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1134          * sections.
1135          */
1136         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1137                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1138         barrier();
1139         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1140                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1141                 rdp->offline_fqs++;
1142                 return 1;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1147          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1148          * even context-switching back and forth between a pair of
1149          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1150          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1151          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1152          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1153          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1154          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1155          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1156          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1157          * there are at most four threads involved, and because the
1158          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1159          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1160          * quite low.
1161          *
1162          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1163          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1164          * warning delay.
1165          */
1166         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1167         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1168                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1169             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1170                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1171                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1172                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1173                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1174                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1175                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1176                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1177                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1178                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1179                         /* Time to beat on that CPU again! */
1180                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1181                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1182                 }
1183         }
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1189 {
1190         unsigned long j = jiffies;
1191         unsigned long j1;
1192
1193         rsp->gp_start = j;
1194         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1195         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1196         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1197         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1198         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1203  */
1204 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1205 {
1206         unsigned long gpa;
1207         unsigned long j;
1208
1209         j = jiffies;
1210         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1211         if (j - gpa > 2 * HZ)
1212                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x s%d ->state=%#lx\n",
1213                        rsp->name, j - gpa,
1214                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1215                        rsp->gp_flags, rsp->gp_state,
1216                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1221  */
1222 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1223 {
1224         int cpu;
1225         unsigned long flags;
1226         struct rcu_node *rnp;
1227
1228         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1229                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1230                 if (rnp->qsmask != 0) {
1231                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1232                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1233                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1234                 }
1235                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1236         }
1237 }
1238
1239 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1240 {
1241         int cpu;
1242         long delta;
1243         unsigned long flags;
1244         unsigned long gpa;
1245         unsigned long j;
1246         int ndetected = 0;
1247         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1248         long totqlen = 0;
1249
1250         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1251
1252         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1253         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1254         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1255                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1256                 return;
1257         }
1258         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1259                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1260         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1261
1262         /*
1263          * OK, time to rat on our buddy...
1264          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1265          * RCU CPU stall warnings.
1266          */
1267         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1268                rsp->name);
1269         print_cpu_stall_info_begin();
1270         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1271                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1272                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1273                 if (rnp->qsmask != 0) {
1274                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1275                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1276                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1277                                                              rnp->grplo + cpu);
1278                                         ndetected++;
1279                                 }
1280                 }
1281                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1282         }
1283
1284         print_cpu_stall_info_end();
1285         for_each_possible_cpu(cpu)
1286                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1287         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1288                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1289                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1290         if (ndetected) {
1291                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1292         } else {
1293                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1294                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1295                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1296                 } else {
1297                         j = jiffies;
1298                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1299                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1300                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1301                                jiffies_till_next_fqs,
1302                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1303                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1304                         sched_show_task(current);
1305                 }
1306         }
1307
1308         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1309         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1310
1311         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1312
1313         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1314 }
1315
1316 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1317 {
1318         int cpu;
1319         unsigned long flags;
1320         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1321         long totqlen = 0;
1322
1323         /*
1324          * OK, time to rat on ourselves...
1325          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1326          * RCU CPU stall warnings.
1327          */
1328         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1329         print_cpu_stall_info_begin();
1330         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1331         print_cpu_stall_info_end();
1332         for_each_possible_cpu(cpu)
1333                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1334         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1335                 jiffies - rsp->gp_start,
1336                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1337
1338         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1339
1340         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1341
1342         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1343         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1344                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1345                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1346         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1347
1348         /*
1349          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1350          *
1351          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1352          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1353          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1354          */
1355         resched_cpu(smp_processor_id());
1356 }
1357
1358 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1359 {
1360         unsigned long completed;
1361         unsigned long gpnum;
1362         unsigned long gps;
1363         unsigned long j;
1364         unsigned long js;
1365         struct rcu_node *rnp;
1366
1367         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1368                 return;
1369         j = jiffies;
1370
1371         /*
1372          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1373          *
1374          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1375          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1376          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1377          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1378          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1379          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1380          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1381          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1382          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1383          * from rsp->gpnum.
1384          *
1385          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1386          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1387          */
1388         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1389         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1390         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1391         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1392         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1393         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1394         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1395         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1396             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1397             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1398                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1399         rnp = rdp->mynode;
1400         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1401             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1402
1403                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1404                 print_cpu_stall(rsp);
1405
1406         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1407                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1408
1409                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1410                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1411         }
1412 }
1413
1414 /**
1415  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1416  *
1417  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1418  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1419  * RCU grace periods.
1420  *
1421  * The caller must disable hard irqs.
1422  */
1423 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1424 {
1425         struct rcu_state *rsp;
1426
1427         for_each_rcu_flavor(rsp)
1428                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1433  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1434  * no-callbacks CPUs.
1435  */
1436 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1437 {
1438         int i;
1439
1440         rdp->nxtlist = NULL;
1441         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1442                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1447  */
1448 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1449 {
1450         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1451                 return;
1452         init_default_callback_list(rdp);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1457  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1458  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1459  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1460  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1461  *
1462  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1463  */
1464 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1465                                        struct rcu_node *rnp)
1466 {
1467         /*
1468          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1469          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1470          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1471          * period might have started, but just not yet gotten around
1472          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1473          */
1474         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1475                 return rnp->completed + 1;
1476
1477         /*
1478          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1479          * then the subsequent full grace period.
1480          */
1481         return rnp->completed + 2;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1486  * rcu_nocb_wait_gp().
1487  */
1488 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1489                                 unsigned long c, const char *s)
1490 {
1491         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1492                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1493                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1498  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1499  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1500  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1501  *
1502  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1503  */
1504 static bool __maybe_unused
1505 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1506                     unsigned long *c_out)
1507 {
1508         unsigned long c;
1509         int i;
1510         bool ret = false;
1511         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1512
1513         /*
1514          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1515          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1516          */
1517         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1518         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1519         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1520                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1521                 goto out;
1522         }
1523
1524         /*
1525          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1526          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1527          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1528          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1529          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1530          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1531          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1532          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1533          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1534          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1535          * doing some extra useless work.
1536          */
1537         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1538             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1539                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1540                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1541                 goto out;
1542         }
1543
1544         /*
1545          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1546          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1547          * start one (if needed).
1548          */
1549         if (rnp != rnp_root) {
1550                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1551                 smp_mb__after_unlock_lock();
1552         }
1553
1554         /*
1555          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1556          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1557          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1558          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1559          */
1560         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1561         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1562                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1563                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1564
1565         /*
1566          * If the needed for the required grace period is already
1567          * recorded, trace and leave.
1568          */
1569         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1570                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1571                 goto unlock_out;
1572         }
1573
1574         /* Record the need for the future grace period. */
1575         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1576
1577         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1578         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1579                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1580         } else {
1581                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1582                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1583         }
1584 unlock_out:
1585         if (rnp != rnp_root)
1586                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1587 out:
1588         if (c_out != NULL)
1589                 *c_out = c;
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1595  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1596  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1597  * waiting for this grace period to complete.
1598  */
1599 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1600 {
1601         int c = rnp->completed;
1602         int needmore;
1603         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1604
1605         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1606         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1607         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1608         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1609                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1610         return needmore;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1615  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1616  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1617  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1618  * a kthread that has not yet been created.
1619  */
1620 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1621 {
1622         if (current == rsp->gp_kthread ||
1623             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1624             !rsp->gp_kthread)
1625                 return;
1626         wake_up(&rsp->gp_wq);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1631  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1632  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1633  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1634  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1635  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1636  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1637  * awaken the RCU grace-period kthread.
1638  *
1639  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1640  */
1641 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1642                                struct rcu_data *rdp)
1643 {
1644         unsigned long c;
1645         int i;
1646         bool ret;
1647
1648         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1649         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1650                 return false;
1651
1652         /*
1653          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1654          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1655          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1656          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1657          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1658          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1659          *
1660          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1661          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1662          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1663          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1664          * been assigned a ->completed number.
1665          */
1666         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1667         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1668                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1669                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1670                         break;
1671
1672         /*
1673          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1674          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1675          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1676          * be grouped into.
1677          */
1678         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1679                 return false;
1680
1681         /*
1682          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1683          * full grace period and group them all in the sublist initially
1684          * indexed by "i".
1685          */
1686         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1687                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1688                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1689         }
1690         /* Record any needed additional grace periods. */
1691         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1692
1693         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1694         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1695                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1696         else
1697                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1698         return ret;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1703  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1704  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1705  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1706  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1707  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1708  *
1709  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1710  */
1711 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1712                             struct rcu_data *rdp)
1713 {
1714         int i, j;
1715
1716         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1717         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1718                 return false;
1719
1720         /*
1721          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1722          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1723          */
1724         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1725                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1726                         break;
1727                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1728         }
1729         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1730         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1731                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1732
1733         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1734         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1735                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1736                         break;
1737                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1738                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1739         }
1740
1741         /* Classify any remaining callbacks. */
1742         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1747  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1748  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1749  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1750  */
1751 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1752                               struct rcu_data *rdp)
1753 {
1754         bool ret;
1755
1756         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1757         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1758             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1759
1760                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1761                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1762
1763         } else {
1764
1765                 /* Advance callbacks. */
1766                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1767
1768                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1769                 rdp->completed = rnp->completed;
1770                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1771         }
1772
1773         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1774                 /*
1775                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1776                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1777                  * go looking for one.
1778                  */
1779                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1780                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1781                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1782                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1783                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1784                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1785                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1786         }
1787         return ret;
1788 }
1789
1790 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1791 {
1792         unsigned long flags;
1793         bool needwake;
1794         struct rcu_node *rnp;
1795
1796         local_irq_save(flags);
1797         rnp = rdp->mynode;
1798         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1799              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1800              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1801             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1802                 local_irq_restore(flags);
1803                 return;
1804         }
1805         smp_mb__after_unlock_lock();
1806         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1807         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1808         if (needwake)
1809                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1810 }
1811
1812 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1813 {
1814         if (delay > 0 &&
1815             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1816                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1821  */
1822 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1823 {
1824         unsigned long oldmask;
1825         struct rcu_data *rdp;
1826         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1827
1828         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1829         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1830         smp_mb__after_unlock_lock();
1831         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1832                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1833                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1834                 return 0;
1835         }
1836         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1837
1838         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1839                 /*
1840                  * Grace period already in progress, don't start another.
1841                  * Not supposed to be able to happen.
1842                  */
1843                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1844                 return 0;
1845         }
1846
1847         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1848         record_gp_stall_check_time(rsp);
1849         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1850         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1851         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1852         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1853
1854         /*
1855          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1856          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1857          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1858          * will handle subsequent offline CPUs.
1859          */
1860         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1861                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1862                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1863                 smp_mb__after_unlock_lock();
1864                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1865                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1866                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1867                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1868                         continue;
1869                 }
1870
1871                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1872                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1873                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1874
1875                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1876                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1877                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1878                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1879                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1880                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1881                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1882                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1883                 }
1884
1885                 /*
1886                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1887                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1888                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1889                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1890                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1891                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1892                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1893                  */
1894                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1895                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1896                      rnp->qsmaskinit)) {
1897                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1898                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1899                 }
1900
1901                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1902         }
1903
1904         /*
1905          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1906          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1907          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1908          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1909          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1910          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1911          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1912          * CPU-hotplug operations.
1913          *
1914          * The grace period cannot complete until the initialization
1915          * process finishes, because this kthread handles both.
1916          */
1917         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1918                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1919                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1920                 smp_mb__after_unlock_lock();
1921                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1922                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1923                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1924                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1925                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1926                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1927                 if (rnp == rdp->mynode)
1928                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1929                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1930                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1931                                             rnp->level, rnp->grplo,
1932                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1933                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1934                 cond_resched_rcu_qs();
1935                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1936         }
1937
1938         return 1;
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1943  * at force-quiescent-state time.
1944  */
1945 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1946 {
1947         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1948
1949         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1950         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1951         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1952                 return true;
1953
1954         /* The current grace period has completed. */
1955         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1956                 return true;
1957
1958         return false;
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Do one round of quiescent-state forcing.
1963  */
1964 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1965 {
1966         bool isidle = false;
1967         unsigned long maxj;
1968         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1969
1970         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1971         rsp->n_force_qs++;
1972         if (first_time) {
1973                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1974                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1975                         isidle = true;
1976                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1977                 }
1978                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1979                              &isidle, &maxj);
1980                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1981         } else {
1982                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1983                 isidle = true;
1984                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1985         }
1986         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1987         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1988                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1989                 smp_mb__after_unlock_lock();
1990                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1991                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1992                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1993         }
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Clean up after the old grace period.
1998  */
1999 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2000 {
2001         unsigned long gp_duration;
2002         bool needgp = false;
2003         int nocb = 0;
2004         struct rcu_data *rdp;
2005         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2006
2007         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2008         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2009         smp_mb__after_unlock_lock();
2010         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2011         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2012                 rsp->gp_max = gp_duration;
2013
2014         /*
2015          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2016          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2017          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2018          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2019          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2020          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2021          */
2022         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2023
2024         /*
2025          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2026          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2027          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2028          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2029          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2030          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2031          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2032          */
2033         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2034                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2035                 smp_mb__after_unlock_lock();
2036                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2037                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2038                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2039                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2040                 if (rnp == rdp->mynode)
2041                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2042                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2043                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2044                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2045                 cond_resched_rcu_qs();
2046                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2047                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2048         }
2049         rnp = rcu_get_root(rsp);
2050         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2051         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
2052         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2053
2054         /* Declare grace period done. */
2055         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2056         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2057         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2058         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2059         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2060         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2061         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2062                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2063                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2064                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2065                                        TPS("newreq"));
2066         }
2067         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Body of kthread that handles grace periods.
2072  */
2073 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2074 {
2075         bool first_gp_fqs;
2076         int gf;
2077         unsigned long j;
2078         int ret;
2079         struct rcu_state *rsp = arg;
2080         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2081
2082         rcu_bind_gp_kthread();
2083         for (;;) {
2084
2085                 /* Handle grace-period start. */
2086                 for (;;) {
2087                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2088                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2089                                                TPS("reqwait"));
2090                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2091                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2092                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2093                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2094                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2095                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2096                         if (rcu_gp_init(rsp))
2097                                 break;
2098                         cond_resched_rcu_qs();
2099                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2100                         WARN_ON(signal_pending(current));
2101                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2102                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2103                                                TPS("reqwaitsig"));
2104                 }
2105
2106                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2107                 first_gp_fqs = true;
2108                 j = jiffies_till_first_fqs;
2109                 if (j > HZ) {
2110                         j = HZ;
2111                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2112                 }
2113                 ret = 0;
2114                 for (;;) {
2115                         if (!ret)
2116                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2117                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2118                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2119                                                TPS("fqswait"));
2120                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2121                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2122                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2123                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2124                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2125                         /* If grace period done, leave loop. */
2126                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2127                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2128                                 break;
2129                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2130                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2131                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2132                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2133                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2134                                                        TPS("fqsstart"));
2135                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2136                                 first_gp_fqs = false;
2137                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2138                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2139                                                        TPS("fqsend"));
2140                                 cond_resched_rcu_qs();
2141                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2142                         } else {
2143                                 /* Deal with stray signal. */
2144                                 cond_resched_rcu_qs();
2145                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2146                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2147                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2148                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2149                                                        TPS("fqswaitsig"));
2150                         }
2151                         j = jiffies_till_next_fqs;
2152                         if (j > HZ) {
2153                                 j = HZ;
2154                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2155                         } else if (j < 1) {
2156                                 j = 1;
2157                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2158                         }
2159                 }
2160
2161                 /* Handle grace-period end. */
2162                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2163                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2164                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2165         }
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2170  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2171  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2172  *
2173  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2174  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2175  * quiescent state.
2176  *
2177  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2178  */
2179 static bool
2180 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2181                       struct rcu_data *rdp)
2182 {
2183         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2184                 /*
2185                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2186                  * task, this CPU does not need another grace period,
2187                  * or a grace period is already in progress.
2188                  * Either way, don't start a new grace period.
2189                  */
2190                 return false;
2191         }
2192         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2193         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2194                                TPS("newreq"));
2195
2196         /*
2197          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2198          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2199          * the wakeup to our caller.
2200          */
2201         return true;
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2206  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2207  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2208  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2209  * that is encountered beforehand.
2210  *
2211  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2212  */
2213 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2214 {
2215         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2216         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2217         bool ret = false;
2218
2219         /*
2220          * If there is no grace period in progress right now, any
2221          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2222          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2223          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2224          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2225          * then start the grace period!
2226          */
2227         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2228         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2229         return ret;
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2234  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2235  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2236  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2237  * is released before return.
2238  */
2239 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2240         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2241 {
2242         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2243         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2244         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2245         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2250  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2251  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2252  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2253  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2254  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2255  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2256  * must be held upon entry, and it is released before return.
2257  */
2258 static void
2259 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2260                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2261         __releases(rnp->lock)
2262 {
2263         unsigned long oldmask = 0;
2264         struct rcu_node *rnp_c;
2265
2266         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2267         for (;;) {
2268                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2269
2270                         /*
2271                          * Our bit has already been cleared, or the
2272                          * relevant grace period is already over, so done.
2273                          */
2274                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2275                         return;
2276                 }
2277                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2278                 rnp->qsmask &= ~mask;
2279                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2280                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2281                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2282                                                  !!rnp->gp_tasks);
2283                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2284
2285                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2286                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2287                         return;
2288                 }
2289                 mask = rnp->grpmask;
2290                 if (rnp->parent == NULL) {
2291
2292                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2293
2294                         break;
2295                 }
2296                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2297                 rnp_c = rnp;
2298                 rnp = rnp->parent;
2299                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2300                 smp_mb__after_unlock_lock();
2301                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2302         }
2303
2304         /*
2305          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2306          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2307          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2308          */
2309         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2314  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2315  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2316  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2317  * disabled.
2318  */
2319 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2320                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2321         __releases(rnp->lock)
2322 {
2323         unsigned long gps;
2324         unsigned long mask;
2325         struct rcu_node *rnp_p;
2326
2327         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2328             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2329                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2330                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2331         }
2332
2333         rnp_p = rnp->parent;
2334         if (rnp_p == NULL) {
2335                 /*
2336                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2337                  * try to report up to its nonexistent parent!
2338                  */
2339                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2340                 return;
2341         }
2342
2343         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2344         gps = rnp->gpnum;
2345         mask = rnp->grpmask;
2346         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2347         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2348         smp_mb__after_unlock_lock();
2349         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2354  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2355  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2356  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2357  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2358  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2359  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2360  */
2361 static void
2362 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2363 {
2364         unsigned long flags;
2365         unsigned long mask;
2366         bool needwake;
2367         struct rcu_node *rnp;
2368
2369         rnp = rdp->mynode;
2370         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2371         smp_mb__after_unlock_lock();
2372         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2373              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2374             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2375             rdp->gpwrap) {
2376
2377                 /*
2378                  * The grace period in which this quiescent state was
2379                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2380                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2381                  * within the current grace period.
2382                  */
2383                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2384                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2385                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2386                 return;
2387         }
2388         mask = rdp->grpmask;
2389         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2390                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2391         } else {
2392                 rdp->core_needs_qs = 0;
2393
2394                 /*
2395                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2396                  * callbacks can be processed during the next GP.
2397                  */
2398                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2399
2400                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2401                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2402                 if (needwake)
2403                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2404         }
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2409  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2410  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2411  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2412  */
2413 static void
2414 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2415 {
2416         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2417         note_gp_changes(rsp, rdp);
2418
2419         /*
2420          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2421          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2422          */
2423         if (!rdp->core_needs_qs)
2424                 return;
2425
2426         /*
2427          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2428          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2429          */
2430         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2431             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2432                 return;
2433
2434         /*
2435          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2436          * judge of that).
2437          */
2438         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2443  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2444  * ->orphan_lock.
2445  */
2446 static void
2447 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2448                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2449 {
2450         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2451         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2452                 return;
2453
2454         /*
2455          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2456          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2457          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2458          */
2459         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2460                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2461                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2462                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2463                 rdp->qlen_lazy = 0;
2464                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2465         }
2466
2467         /*
2468          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2469          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2470          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2471          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2472          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2473          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2474          * we just reset the whole thing later on.
2475          */
2476         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2477                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2478                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2479                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2480         }
2481
2482         /*
2483          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2484          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2485          * required to pass though another grace period: They are done.
2486          */
2487         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2488                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2489                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2490         }
2491
2492         /*
2493          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2494          * disallow further callbacks on this CPU.
2495          */
2496         init_callback_list(rdp);
2497         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2502  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2503  */
2504 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2505 {
2506         int i;
2507         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2508
2509         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2510         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2511             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2512                 return;
2513
2514         /* Do the accounting first. */
2515         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2516         rdp->qlen += rsp->qlen;
2517         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2518         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2519                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2520         rsp->qlen_lazy = 0;
2521         rsp->qlen = 0;
2522
2523         /*
2524          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2525          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2526          * we are the task doing the rcu_barrier().
2527          */
2528
2529         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2530         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2531                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2532                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2533                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2534                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2535                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2536                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2537                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2538         }
2539
2540         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2541         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2542                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2543                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2544                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2545                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2546         }
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2551  */
2552 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2553 {
2554         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2555         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2556         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2557
2558         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2559                 return;
2560
2561         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2562         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2563                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2564                                TPS("cpuofl"));
2565 }
2566
2567 /*
2568  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2569  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2570  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2571  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2572  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2573  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2574  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2575  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2576  * updated
2577  *
2578  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2579  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2580  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2581  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2582  * invoke it again.
2583  */
2584 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2585 {
2586         long mask;
2587         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2588
2589         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2590             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2591                 return;
2592         for (;;) {
2593                 mask = rnp->grpmask;
2594                 rnp = rnp->parent;
2595                 if (!rnp)
2596                         break;
2597                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2598                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2599                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2600                 rnp->qsmask &= ~mask;
2601                 if (rnp->qsmaskinit) {
2602                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2603                         return;
2604                 }
2605                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2606         }
2607 }
2608
2609 /*
2610  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2611  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2612  * bit masks.
2613  */
2614 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2615 {
2616         unsigned long flags;
2617         unsigned long mask;
2618         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2619         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2620
2621         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2622                 return;
2623
2624         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2625         mask = rdp->grpmask;
2626         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2627         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2628         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2629         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2630 }
2631
2632 /*
2633  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2634  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2635  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2636  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2637  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2638  */
2639 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2640 {
2641         unsigned long flags;
2642         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2643         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2644
2645         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2646                 return;
2647
2648         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2649         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2650
2651         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2652         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2653         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2654         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2655         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2656
2657         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2658                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2659                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2660 }
2661
2662 /*
2663  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2664  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2665  */
2666 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2667 {
2668         unsigned long flags;
2669         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2670         long bl, count, count_lazy;
2671         int i;
2672
2673         /* If no callbacks are ready, just return. */
2674         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2675                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2676                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2677                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2678                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2679                 return;
2680         }
2681
2682         /*
2683          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2684          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2685          */
2686         local_irq_save(flags);
2687         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2688         bl = rdp->blimit;
2689         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2690         list = rdp->nxtlist;
2691         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2692         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2693         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2694         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2695                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2696                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2697         local_irq_restore(flags);
2698
2699         /* Invoke callbacks. */
2700         count = count_lazy = 0;
2701         while (list) {
2702                 next = list->next;
2703                 prefetch(next);
2704                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2705                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2706                         count_lazy++;
2707                 list = next;
2708                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2709                 if (++count >= bl &&
2710                     (need_resched() ||
2711                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2712                         break;
2713         }
2714
2715         local_irq_save(flags);
2716         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2717                             is_idle_task(current),
2718                             rcu_is_callbacks_kthread());
2719
2720         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2721         if (list != NULL) {
2722                 *tail = rdp->nxtlist;
2723                 rdp->nxtlist = list;
2724                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2725                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2726                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2727                         else
2728                                 break;
2729         }
2730         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2731         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2732         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2733         rdp->n_cbs_invoked += count;
2734
2735         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2736         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2737                 rdp->blimit = blimit;
2738
2739         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2740         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2741                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2742                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2743         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2744                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2745         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2746
2747         local_irq_restore(flags);
2748
2749         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2750         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2751                 invoke_rcu_core();
2752 }
2753
2754 /*
2755  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2756  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2757  * Also schedule RCU core processing.
2758  *
2759  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2760  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2761  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2762  */
2763 void rcu_check_callbacks(int user)
2764 {
2765         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2766         increment_cpu_stall_ticks();
2767         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2768
2769                 /*
2770                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2771                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2772                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2773                  * a quiescent state, so note it.
2774                  *
2775                  * No memory barrier is required here because both
2776                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2777                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2778                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2779                  */
2780
2781                 rcu_sched_qs();
2782                 rcu_bh_qs();
2783
2784         } else if (!in_softirq()) {
2785
2786                 /*
2787                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2788                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2789                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2790                  * critical section, so note it.
2791                  */
2792
2793                 rcu_bh_qs();
2794         }
2795         rcu_preempt_check_callbacks();
2796         if (rcu_pending())
2797                 invoke_rcu_core();
2798         if (user)
2799                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2800         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2805  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2806  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2807  *
2808  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2809  */
2810 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2811                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2812                                   unsigned long *maxj),
2813                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2814 {
2815         unsigned long bit;
2816         int cpu;
2817         unsigned long flags;
2818         unsigned long mask;
2819         struct rcu_node *rnp;
2820
2821         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2822                 cond_resched_rcu_qs();
2823                 mask = 0;
2824                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2825                 smp_mb__after_unlock_lock();
2826                 if (rnp->qsmask == 0) {
2827                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2828                             rsp != rcu_state_p ||
2829                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2830                                 /*
2831                                  * No point in scanning bits because they
2832                                  * are all zero.  But we might need to
2833                                  * priority-boost blocked readers.
2834                                  */
2835                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2836                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2837                                 continue;
2838                         }
2839                         if (rnp->parent &&
2840                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2841                                 /*
2842                                  * Race between grace-period
2843                                  * initialization and task exiting RCU
2844                                  * read-side critical section: Report.
2845                                  */
2846                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2847                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2848                                 continue;
2849                         }
2850                 }
2851                 cpu = rnp->grplo;
2852                 bit = 1;
2853                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2854                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2855                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2856                                         mask |= bit;
2857                         }
2858                 }
2859                 if (mask != 0) {
2860                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2861                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2862                 } else {
2863                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2864                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2865                 }
2866         }
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2871  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2872  */
2873 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2874 {
2875         unsigned long flags;
2876         bool ret;
2877         struct rcu_node *rnp;
2878         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2879
2880         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2881         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2882         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2883                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2884                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2885                 if (rnp_old != NULL)
2886                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2887                 if (ret) {
2888                         rsp->n_force_qs_lh++;
2889                         return;
2890                 }
2891                 rnp_old = rnp;
2892         }
2893         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2894
2895         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2896         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2897         smp_mb__after_unlock_lock();
2898         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2899         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2900                 rsp->n_force_qs_lh++;
2901                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2902                 return;  /* Someone beat us to it. */
2903         }
2904         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2905         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2906         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2907 }
2908
2909 /*
2910  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2911  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2912  * whom the rdp belongs.
2913  */
2914 static void
2915 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2916 {
2917         unsigned long flags;
2918         bool needwake;
2919         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2920
2921         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2922
2923         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2924         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2925
2926         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2927         local_irq_save(flags);
2928         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2929                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2930                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2931                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2932                 if (needwake)
2933                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2934         } else {
2935                 local_irq_restore(flags);
2936         }
2937
2938         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2939         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2940                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2941
2942         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2943         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Do RCU core processing for the current CPU.
2948  */
2949 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2950 {
2951         struct rcu_state *rsp;
2952
2953         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2954                 return;
2955         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2956         for_each_rcu_flavor(rsp)
2957                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2958         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2959 }
2960
2961 /*
2962  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2963  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2964  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2965  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2966  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2967  */
2968 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2969 {
2970         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2971                 return;
2972         if (likely(!rsp->boost)) {
2973                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2974                 return;
2975         }
2976         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2977 }
2978
2979 static void invoke_rcu_core(void)
2980 {
2981         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2982                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2987  */
2988 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2989                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2990 {
2991         bool needwake;
2992
2993         /*
2994          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2995          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2996          */
2997         if (!rcu_is_watching())
2998                 invoke_rcu_core();
2999
3000         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3001         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3002                 return;
3003
3004         /*
3005          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3006          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3007          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3008          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3009          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3010          */
3011         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3012
3013                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3014                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3015
3016                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3017                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3018                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3019
3020                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
3021                         smp_mb__after_unlock_lock();
3022                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3023                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
3024                         if (needwake)
3025                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3026                 } else {
3027                         /* Give the grace period a kick. */
3028                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3029                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3030                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3031                                 force_quiescent_state(rsp);
3032                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3033                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3034                 }
3035         }
3036 }
3037
3038 /*
3039  * RCU callback function to leak a callback.
3040  */
3041 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3042 {
3043 }
3044
3045 /*
3046  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3047  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3048  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3049  * is expected to specify a CPU.
3050  */
3051 static void
3052 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3053            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3054 {
3055         unsigned long flags;
3056         struct rcu_data *rdp;
3057
3058         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3059         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3060                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3061                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3062                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3063                 return;
3064         }
3065         head->func = func;
3066         head->next = NULL;
3067
3068         /*
3069          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3070          * Note that we might see a beginning right after we see an
3071          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3072          * a quiescent state betweentimes.
3073          */
3074         local_irq_save(flags);
3075         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3076
3077         /* Add the callback to our list. */
3078         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3079                 int offline;
3080
3081                 if (cpu != -1)
3082                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3083                 if (likely(rdp->mynode)) {
3084                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3085                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3086                         WARN_ON_ONCE(offline);
3087                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3088                         local_irq_restore(flags);
3089                         return;
3090                 }
3091                 /*
3092                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3093                  * and then drop through to queue the callback.
3094                  */
3095                 BUG_ON(cpu != -1);
3096                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3097                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3098                         init_default_callback_list(rdp);
3099         }
3100         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3101         if (lazy)
3102                 rdp->qlen_lazy++;
3103         else
3104                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3105         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3106         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3107         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3108
3109         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3110                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3111                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3112         else
3113                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3114
3115         /* Go handle any RCU core processing required. */
3116         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3117         local_irq_restore(flags);
3118 }
3119
3120 /*
3121  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3122  */
3123 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3124 {
3125         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3126 }
3127 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3128
3129 /*
3130  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3131  */
3132 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3133 {
3134         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3135 }
3136 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3137
3138 /*
3139  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3140  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3141  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3142  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3143  * function may only be called from __kfree_rcu().
3144  */
3145 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3146                     rcu_callback_t func)
3147 {
3148         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3149 }
3150 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3151
3152 /*
3153  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3154  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3155  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3156  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3157  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3158  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3159  * some overhead: RCU still operates correctly.
3160  */
3161 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3162 {
3163         int ret;
3164
3165         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3166         preempt_disable();
3167         ret = num_online_cpus() <= 1;
3168         preempt_enable();
3169         return ret;
3170 }
3171
3172 /**
3173  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3174  *
3175  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3176  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3177  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3178  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3179  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3180  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3181  * rcu_read_lock_sched().
3182  *
3183  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3184  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3185  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3186  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3187  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3188  *
3189  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3190  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3191  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3192  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3193  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3194  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3195  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3196  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3197  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3198  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3199  * that are executing in the kernel.
3200  *
3201  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3202  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3203  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3204  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3205  * again only if the system has more than one CPU).
3206  *
3207  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3208  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3209  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3210  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3211  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3212  */
3213 void synchronize_sched(void)
3214 {
3215         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3216                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3217                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3218                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3219         if (rcu_blocking_is_gp())
3220                 return;
3221         if (rcu_gp_is_expedited())
3222                 synchronize_sched_expedited();
3223         else
3224                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3225 }
3226 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3227
3228 /**
3229  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3230  *
3231  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3232  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3233  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3234  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3235  * and may be nested.
3236  *
3237  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3238  * on memory ordering guarantees.
3239  */
3240 void synchronize_rcu_bh(void)
3241 {
3242         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3243                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3244                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3245                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3246         if (rcu_blocking_is_gp())
3247                 return;
3248         if (rcu_gp_is_expedited())
3249                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3250         else
3251                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3252 }
3253 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3254
3255 /**
3256  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3257  *
3258  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3259  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3260  * meantime.
3261  */
3262 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3263 {
3264         /*
3265          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3266          * before the load from ->gpnum.
3267          */
3268         smp_mb();  /* ^^^ */
3269
3270         /*
3271          * Make sure this load happens before the purportedly
3272          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3273          * and cond_synchronize_rcu().
3274          */
3275         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3278
3279 /**
3280  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3281  *
3282  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3283  *
3284  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3285  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3286  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3287  *
3288  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3289  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3290  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3291  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3292  */
3293 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3294 {
3295         unsigned long newstate;
3296
3297         /*
3298          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3299          * actions the caller might carry out after we return.
3300          */
3301         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3302         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3303                 synchronize_rcu();
3304 }
3305 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3306
3307 /**
3308  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3309  *
3310  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3311  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3312  * meantime.
3313  */
3314 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3315 {
3316         /*
3317          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3318          * before the load from ->gpnum.
3319          */
3320         smp_mb();  /* ^^^ */
3321
3322         /*
3323          * Make sure this load happens before the purportedly
3324          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3325          * and cond_synchronize_sched().
3326          */
3327         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3328 }
3329 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3330
3331 /**
3332  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3333  *
3334  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3335  *
3336  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3337  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3338  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3339  *
3340  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3341  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3342  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3343  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3344  */
3345 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3346 {
3347         unsigned long newstate;
3348
3349         /*
3350          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3351          * actions the caller might carry out after we return.
3352          */
3353         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3354         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3355                 synchronize_sched();
3356 }
3357 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3358
3359 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3360 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3361 {
3362         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3363         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3364         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3365 }
3366
3367 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3368 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3369 {
3370         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3371         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3372         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3373 }
3374
3375 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3376 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3377 {
3378         unsigned long s;
3379
3380         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3381         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3382         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3383         return s;
3384 }
3385
3386 /*
3387  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3388  * full update-side operation has occurred.
3389  */
3390 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3391 {
3392         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3393 }
3394
3395 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3396 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3397 {
3398         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3399 }
3400 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3401 {
3402         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3403         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3404 }
3405 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3406 {
3407         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3408 }
3409 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3410 {
3411         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3412 }
3413
3414 /*
3415  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3416  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3417  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3418  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3419  * no-work-to-do fastpath.
3420  */
3421 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3422 {
3423         bool done;
3424         unsigned long flags;
3425         unsigned long mask;
3426         unsigned long oldmask;
3427         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3428         struct rcu_node *rnp;
3429         struct rcu_node *rnp_up;
3430
3431         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3432         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3433                 return;
3434         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3435
3436         /*
3437          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3438          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3439          */
3440         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3441                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3442                 smp_mb__after_unlock_lock();
3443                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3444                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3445                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3446                 }
3447
3448                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3449                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3450                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3451                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3452
3453                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3454                 if (oldmask)
3455                         continue;
3456
3457                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3458                 mask = rnp->grpmask;
3459                 rnp_up = rnp->parent;
3460                 done = false;
3461                 while (rnp_up) {
3462                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_up->lock, flags);
3463                         smp_mb__after_unlock_lock();
3464                         if (rnp_up->expmaskinit)
3465                                 done = true;
3466                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3467                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_up->lock, flags);
3468                         if (done)
3469                                 break;
3470                         mask = rnp_up->grpmask;
3471                         rnp_up = rnp_up->parent;
3472                 }
3473         }
3474 }
3475
3476 /*
3477  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3478  * a new expedited grace period.
3479  */
3480 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3481 {
3482         unsigned long flags;
3483         struct rcu_node *rnp;
3484
3485         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3486         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3487                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3488                 smp_mb__after_unlock_lock();
3489                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3490                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3491                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3492         }
3493 }
3494
3495 /*
3496  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3497  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3498  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3499  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3500  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3501  *
3502  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3503  */
3504 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3505 {
3506         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3507                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3508 }
3509
3510 /*
3511  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3512  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3513  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3514  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3515  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3516  * iteratively!)
3517  *
3518  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3519  * specified rcu_node structure's ->lock.
3520  */
3521 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3522                                  bool wake, unsigned long flags)
3523         __releases(rnp->lock)
3524 {
3525         unsigned long mask;
3526
3527         for (;;) {
3528                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3529                         if (!rnp->expmask)
3530                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3531                         else
3532                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3533                         break;
3534                 }
3535                 if (rnp->parent == NULL) {
3536                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3537                         if (wake) {
3538                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3539                                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3540                         }
3541                         break;
3542                 }
3543                 mask = rnp->grpmask;
3544                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
3545                 rnp = rnp->parent;
3546                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
3547                 smp_mb__after_unlock_lock();
3548                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3549                 rnp->expmask &= ~mask;
3550         }
3551 }
3552
3553 /*
3554  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3555  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3556  *
3557  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3558  */
3559 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3560                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3561 {
3562         unsigned long flags;
3563
3564         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3565         smp_mb__after_unlock_lock();
3566         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3567 }
3568
3569 /*
3570  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3571  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3572  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3573  */
3574 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3575                                     unsigned long mask, bool wake)
3576 {
3577         unsigned long flags;
3578
3579         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3580         smp_mb__after_unlock_lock();
3581         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3582                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3583                 return;
3584         }
3585         rnp->expmask &= ~mask;
3586         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3587 }
3588
3589 /*
3590  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3591  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3592  */
3593 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3594                                bool wake)
3595 {
3596         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3597 }
3598
3599 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3600 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3601                                struct rcu_data *rdp,
3602                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3603 {
3604         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3605                 if (rnp)
3606                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3607                 else if (rdp)
3608                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3609                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3610                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3611                 atomic_long_inc(stat);
3612                 return true;
3613         }
3614         return false;
3615 }
3616
3617 /*
3618  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3619  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3620  * task did the expedited grace period for us.
3621  */
3622 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3623 {
3624         struct rcu_data *rdp;
3625         struct rcu_node *rnp0;
3626         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3627
3628         /*
3629          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3630          * latency in the common case where expedited grace periods are
3631          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3632          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3633          */
3634         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3635         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3636                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3637                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3638                                                &rsp->expedited_workdone0, s))
3639                                 return NULL;
3640                         return rnp0;
3641                 }
3642         }
3643
3644         /*
3645          * Each pass through the following loop works its way
3646          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3647          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3648          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3649          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3650          * strictly needed for correctness.
3651          */
3652         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3653         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rsp->expedited_workdone1, s))
3654                 return NULL;
3655         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3656         rnp0 = rdp->mynode;
3657         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3658                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3659                                        &rsp->expedited_workdone2, s))
3660                         return NULL;
3661                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3662                 if (rnp1)
3663                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3664                 else
3665                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3666                 rnp1 = rnp0;
3667         }
3668         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3669                                &rsp->expedited_workdone3, s))
3670                 return NULL;
3671         return rnp1;
3672 }
3673
3674 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3675 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3676 {
3677         struct rcu_data *rdp;
3678         struct rcu_node *rnp;
3679         struct rcu_state *rsp = data;
3680
3681         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3682         rnp = rdp->mynode;
3683         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3684             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3685                 return;
3686         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3687         resched_cpu(smp_processor_id());
3688 }
3689
3690 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3691 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3692 {
3693         struct rcu_data *rdp;
3694         int ret;
3695         struct rcu_node *rnp;
3696         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3697
3698         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3699         rnp = rdp->mynode;
3700         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3701                 return;
3702         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3703         WARN_ON_ONCE(ret);
3704 }
3705
3706 /*
3707  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3708  * to wait for.
3709  */
3710 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3711                                      smp_call_func_t func)
3712 {
3713         int cpu;
3714         unsigned long flags;
3715         unsigned long mask;
3716         unsigned long mask_ofl_test;
3717         unsigned long mask_ofl_ipi;
3718         int ret;
3719         struct rcu_node *rnp;
3720
3721         sync_exp_reset_tree(rsp);
3722         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3723                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3724                 smp_mb__after_unlock_lock();
3725
3726                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3727                 mask_ofl_test = 0;
3728                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3729                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3730                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3731
3732                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3733                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3734                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3735                 }
3736                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3737
3738                 /*
3739                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3740                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3741                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3742                  */
3743                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3744                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3745                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3746
3747                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3748                 mask = 1;
3749                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3750                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3751                                 continue;
3752 retry_ipi:
3753                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3754                         if (!ret) {
3755                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3756                         } else {
3757                                 /* Failed, raced with offline. */
3758                                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3759                                 if (cpu_online(cpu) &&
3760                                     (rnp->expmask & mask)) {
3761                                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock,
3762                                                                    flags);
3763                                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3764                                         if (cpu_online(cpu) &&
3765                                             (rnp->expmask & mask))
3766                                                 goto retry_ipi;
3767                                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock,
3768                                                               flags);
3769                                 }
3770                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3771                                         mask_ofl_ipi &= ~mask;
3772                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3773                         }
3774                 }
3775                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3776                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3777                 if (mask_ofl_test)
3778                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3779         }
3780 }
3781
3782 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3783 {
3784         int cpu;
3785         unsigned long jiffies_stall;
3786         unsigned long jiffies_start;
3787         unsigned long mask;
3788         struct rcu_node *rnp;
3789         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3790         int ret;
3791
3792         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3793         jiffies_start = jiffies;
3794
3795         for (;;) {
3796                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3797                                 rsp->expedited_wq,
3798                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3799                                 jiffies_stall);
3800                 if (ret > 0)
3801                         return;
3802                 if (ret < 0) {
3803                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3804                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3805                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3806                         return;
3807                 }
3808                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3809                        rsp->name);
3810                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3811                         (void)rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3812                         mask = 1;
3813                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3814                                 struct rcu_data *rdp;
3815
3816                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3817                                         continue;
3818                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3819                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3820                                         "O."[cpu_online(cpu)],
3821                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3822                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3823                         }
3824                         mask <<= 1;
3825                 }
3826                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu\n",
3827                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence);
3828                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3829                         mask = 1;
3830                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3831                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3832                                         continue;
3833                                 dump_cpu_task(cpu);
3834                         }
3835                 }
3836                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3837         }
3838 }
3839
3840 /**
3841  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3842  *
3843  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3844  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3845  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3846  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3847  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3848  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3849  * synchronize_sched() instead.
3850  *
3851  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3852  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3853  * determine when someone else has already done the work instead of for
3854  * retrying readers.
3855  */
3856 void synchronize_sched_expedited(void)
3857 {
3858         unsigned long s;
3859         struct rcu_node *rnp;
3860         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3861
3862         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3863         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3864
3865         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3866         if (rnp == NULL)
3867                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3868
3869         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3870         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3871         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3872
3873         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3874         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3875 }
3876 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3877
3878 /*
3879  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3880  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3881  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3882  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3883  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3884  */
3885 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3886 {
3887         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3888
3889         rdp->n_rcu_pending++;
3890
3891         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3892         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3893
3894         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3895         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3896                 return 0;
3897
3898         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3899         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3900             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3901             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3902                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3903         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3904                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3905                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3906                 rdp->n_rp_report_qs++;
3907                 return 1;
3908         }
3909
3910         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3911         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3912                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3913                 return 1;
3914         }
3915
3916         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3917         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3918                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3919                 return 1;
3920         }
3921
3922         /* Has another RCU grace period completed?  */
3923         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3924                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3925                 return 1;
3926         }
3927
3928         /* Has a new RCU grace period started? */
3929         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3930             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3931                 rdp->n_rp_gp_started++;
3932                 return 1;
3933         }
3934
3935         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3936         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3937                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3938                 return 1;
3939         }
3940
3941         /* nothing to do */
3942         rdp->n_rp_need_nothing++;
3943         return 0;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3948  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3949  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3950  */
3951 static int rcu_pending(void)
3952 {
3953         struct rcu_state *rsp;
3954
3955         for_each_rcu_flavor(rsp)
3956                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3957                         return 1;
3958         return 0;
3959 }
3960
3961 /*
3962  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3963  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3964  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3965  */
3966 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3967 {
3968         bool al = true;
3969         bool hc = false;
3970         struct rcu_data *rdp;
3971         struct rcu_state *rsp;
3972
3973         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3974                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3975                 if (!rdp->nxtlist)
3976                         continue;
3977                 hc = true;
3978                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3979                         al = false;
3980                         break;
3981                 }
3982         }
3983         if (all_lazy)
3984                 *all_lazy = al;
3985         return hc;
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3990  * the compiler is expected to optimize this away.
3991  */
3992 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3993                                int cpu, unsigned long done)
3994 {
3995         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3996                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3997 }
3998
3999 /*
4000  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4001  * up the task executing _rcu_barrier().
4002  */
4003 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4004 {
4005         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4006         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4007
4008         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4009                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4010                 complete(&rsp->barrier_completion);
4011         } else {
4012                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4013         }
4014 }
4015
4016 /*
4017  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4018  */
4019 static void rcu_barrier_func(void *type)
4020 {
4021         struct rcu_state *rsp = type;
4022         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4023
4024         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4025         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4026         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4027 }
4028
4029 /*
4030  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4031  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4032  */
4033 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4034 {
4035         int cpu;
4036         struct rcu_data *rdp;
4037         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4038
4039         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4040
4041         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4042         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4043
4044         /* Did someone else do our work for us? */
4045         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4046                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4047                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4048                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4049                 return;
4050         }
4051
4052         /* Mark the start of the barrier operation. */
4053         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4054         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4055
4056         /*
4057          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4058          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4059          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4060          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4061          */
4062         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4063         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4064         get_online_cpus();
4065
4066         /*
4067          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4068          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4069          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4070          */
4071         for_each_possible_cpu(cpu) {
4072                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4073                         continue;
4074                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4075                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4076                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4077                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4078                                                    rsp->barrier_sequence);
4079                         } else {
4080                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4081                                                    rsp->barrier_sequence);
4082                                 smp_mb__before_atomic();
4083                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4084                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4085                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4086                         }
4087                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4088                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4089                                            rsp->barrier_sequence);
4090                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4091                 } else {
4092                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4093                                            rsp->barrier_sequence);
4094                 }
4095         }
4096         put_online_cpus();
4097
4098         /*
4099          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4100          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4101          */
4102         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4103                 complete(&rsp->barrier_completion);
4104
4105         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4106         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4107
4108         /* Mark the end of the barrier operation. */
4109         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4110         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4111
4112         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4113         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4114 }
4115
4116 /**
4117  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4118  */
4119 void rcu_barrier_bh(void)
4120 {
4121         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4122 }
4123 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4124
4125 /**
4126  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4127  */
4128 void rcu_barrier_sched(void)
4129 {
4130         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4131 }
4132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4133
4134 /*
4135  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4136  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4137  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4138  * disabled.
4139  */
4140 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4141 {
4142         long mask;
4143         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4144
4145         for (;;) {
4146                 mask = rnp->grpmask;
4147                 rnp = rnp->parent;
4148                 if (rnp == NULL)
4149                         return;
4150                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
4151                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4152                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
4153         }
4154 }
4155
4156 /*
4157  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4158  */
4159 static void __init
4160 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4161 {
4162         unsigned long flags;
4163         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4164         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4165
4166         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4167         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4168         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4169         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4170         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4171         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4172         rdp->cpu = cpu;
4173         rdp->rsp = rsp;
4174         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4175         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4176         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4177 }
4178
4179 /*
4180  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4181  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4182  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4183  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4184  */
4185 static void
4186 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4187 {
4188         unsigned long flags;
4189         unsigned long mask;
4190         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4191         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4192
4193         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4194         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4195         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4196         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4197         rdp->blimit = blimit;
4198         if (!rdp->nxtlist)
4199                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4200         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4201         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4202         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4203                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4204         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
4205
4206         /*
4207          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4208          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4209          * of the next grace period.
4210          */
4211         rnp = rdp->mynode;
4212         mask = rdp->grpmask;
4213         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
4214         smp_mb__after_unlock_lock();
4215         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4216         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4217         if (!rdp->beenonline)
4218                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4219         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4220         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4221         rdp->completed = rnp->completed;
4222         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4223         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4224         rdp->core_needs_qs = false;
4225         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4226         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4227 }
4228
4229 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4230 {
4231         struct rcu_state *rsp;
4232
4233         for_each_rcu_flavor(rsp)
4234                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4235 }
4236
4237 /*
4238  * Handle CPU online/offline notification events.
4239  */
4240 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4241                    unsigned long action, void *hcpu)
4242 {
4243         long cpu = (long)hcpu;
4244         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4245         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4246         struct rcu_state *rsp;
4247
4248         switch (action) {
4249         case CPU_UP_PREPARE:
4250         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4251                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4252                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4253                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4254                 break;
4255         case CPU_ONLINE:
4256         case CPU_DOWN_FAILED:
4257                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4258                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4259                 break;
4260         case CPU_DOWN_PREPARE:
4261                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4262                 break;
4263         case CPU_DYING:
4264         case CPU_DYING_FROZEN:
4265                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4266                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4267                 break;
4268         case CPU_DYING_IDLE:
4269                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4270                 preempt_disable();
4271                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4272                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4273                 preempt_enable();
4274
4275                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4276                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4277                 }
4278                 break;
4279         case CPU_DEAD:
4280         case CPU_DEAD_FROZEN:
4281         case CPU_UP_CANCELED:
4282         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4283                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4284                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4285                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4286                 }
4287                 break;
4288         default:
4289                 break;
4290         }
4291         return NOTIFY_OK;
4292 }
4293
4294 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4295                          unsigned long action, void *hcpu)
4296 {
4297         switch (action) {
4298         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4299         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4300                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4301                         rcu_expedite_gp();
4302                 break;
4303         case PM_POST_HIBERNATION:
4304         case PM_POST_SUSPEND:
4305                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4306                         rcu_unexpedite_gp();
4307                 break;
4308         default:
4309                 break;
4310         }
4311         return NOTIFY_OK;
4312 }
4313
4314 /*
4315  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4316  */
4317 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4318 {
4319         unsigned long flags;
4320         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4321         struct rcu_node *rnp;
4322         struct rcu_state *rsp;
4323         struct sched_param sp;
4324         struct task_struct *t;
4325
4326         /* Force priority into range. */
4327         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4328                 kthread_prio = 1;
4329         else if (kthread_prio < 0)
4330                 kthread_prio = 0;
4331         else if (kthread_prio > 99)
4332                 kthread_prio = 99;
4333         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4334                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4335                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4336
4337         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4338         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4339                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4340                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4341                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4342                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4343                 rsp->gp_kthread = t;
4344                 if (kthread_prio) {
4345                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4346                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4347                 }
4348                 wake_up_process(t);
4349                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4350         }
4351         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4352         rcu_spawn_boost_kthreads();
4353         return 0;
4354 }
4355 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4356
4357 /*
4358  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4359  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4360  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4361  * task is booting the system).  After this function is called, the
4362  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4363  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4364  */
4365 void rcu_scheduler_starting(void)
4366 {
4367         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4368         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4369         rcu_scheduler_active = 1;
4370 }
4371
4372 /*
4373  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4374  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4375  */
4376 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4377 {
4378         int i;
4379
4380         if (rcu_fanout_exact) {
4381                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4382                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4383                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4384         } else {
4385                 int ccur;
4386                 int cprv;
4387
4388                 cprv = nr_cpu_ids;
4389                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4390                         ccur = levelcnt[i];
4391                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4392                         cprv = ccur;
4393                 }
4394         }
4395 }
4396
4397 /*
4398  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4399  */
4400 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
4401                 struct rcu_data __percpu *rda)
4402 {
4403         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4404         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4405         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4406         static u8 fl_mask = 0x1;
4407
4408         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4409         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4410         int cpustride = 1;
4411         int i;
4412         int j;
4413         struct rcu_node *rnp;
4414
4415         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4416
4417         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4418         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4419                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4420
4421         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4422
4423         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4424                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4425         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4426                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4427         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4428         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4429         fl_mask <<= 1;
4430
4431         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4432
4433         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4434                 cpustride *= levelspread[i];
4435                 rnp = rsp->level[i];
4436                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4437                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4438                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4439                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4440                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4441                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4442                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4443                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4444                         rnp->completed = rsp->completed;
4445                         rnp->qsmask = 0;
4446                         rnp->qsmaskinit = 0;
4447                         rnp->grplo = j * cpustride;
4448                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4449                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4450                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4451                         if (i == 0) {
4452                                 rnp->grpnum = 0;
4453                                 rnp->grpmask = 0;
4454                                 rnp->parent = NULL;
4455                         } else {
4456                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4457                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4458                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4459                                               j / levelspread[i - 1];
4460                         }
4461                         rnp->level = i;
4462                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4463                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4464                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4465                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4466                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4467                 }
4468         }
4469
4470         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4471         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
4472         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4473         for_each_possible_cpu(i) {
4474                 while (i > rnp->grphi)
4475                         rnp++;
4476                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4477                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4478         }
4479         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4480 }
4481
4482 /*
4483  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4484  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4485  * the ->node array in the rcu_state structure.
4486  */
4487 static void __init rcu_init_geometry(void)
4488 {
4489         ulong d;
4490         int i;
4491         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4492
4493         /*
4494          * Initialize any unspecified boot parameters.
4495          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4496          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4497          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4498          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4499          */
4500         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4501         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4502                 jiffies_till_first_fqs = d;
4503         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4504                 jiffies_till_next_fqs = d;
4505
4506         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4507         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4508             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4509                 return;
4510         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4511                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4512
4513         /*
4514          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4515          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4516          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4517          * limit is exceeded.
4518          */
4519         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4520             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4521                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4522                 WARN_ON(1);
4523                 return;
4524         }
4525
4526         /*
4527          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4528          * with the given number of levels.
4529          */
4530         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4531         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4532                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4533
4534         /*
4535          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4536          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4537          */
4538         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4539                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4540                 WARN_ON(1);
4541                 return;
4542         }
4543
4544         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4545         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4546         }
4547         rcu_num_lvls = i + 1;
4548
4549         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4550         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4551                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4552                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4553         }
4554
4555         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4556         rcu_num_nodes = 0;
4557         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4558                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4559 }
4560
4561 /*
4562  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4563  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4564  */
4565 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4566 {
4567         int level = 0;
4568         struct rcu_node *rnp;
4569
4570         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4571         pr_info(" ");
4572         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4573                 if (rnp->level != level) {
4574                         pr_cont("\n");
4575                         pr_info(" ");
4576                         level = rnp->level;
4577                 }
4578                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4579         }
4580         pr_cont("\n");
4581 }
4582
4583 void __init rcu_init(void)
4584 {
4585         int cpu;
4586
4587         rcu_early_boot_tests();
4588
4589         rcu_bootup_announce();
4590         rcu_init_geometry();
4591         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4592         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4593         if (dump_tree)
4594                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4595         __rcu_init_preempt();
4596         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4597
4598         /*
4599          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4600          * this is called early in boot, before either interrupts
4601          * or the scheduler are operational.
4602          */
4603         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4604         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4605         for_each_online_cpu(cpu)
4606                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4607 }
4608
4609 #include "tree_plugin.h"