OSDN Git Service

rcu: Print negatives for stall-warning counter wraparound
[android-x86/kernel.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
83 static char sname##_varname[] = #sname; \
84 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
85 struct rcu_state sname##_state = { \
86         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
87         .call = cr, \
88         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
89         .gpnum = 0UL - 300UL, \
90         .completed = 0UL - 300UL, \
91         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
92         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
93         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
95         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
96         .name = sname##_varname, \
97         .abbr = sabbr, \
98 }; \
99 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
100
101 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
102 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
103
104 static struct rcu_state *rcu_state;
105 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
106
107 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
108 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
109 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
110 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
111 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
112         NUM_RCU_LVL_0,
113         NUM_RCU_LVL_1,
114         NUM_RCU_LVL_2,
115         NUM_RCU_LVL_3,
116         NUM_RCU_LVL_4,
117 };
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
122  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
123  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
125  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
126  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
127  * positives from lockdep-RCU error checking.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
147
148 /*
149  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
150  * handle all flavors of RCU.
151  */
152 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
153 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
154 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
155 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
156
157 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
158
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162
163 /*
164  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
165  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
166  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
167  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
168  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
169  * These variables enable correlating rcutorture output with the
170  * RCU tracing information.
171  */
172 unsigned long rcutorture_testseq;
173 unsigned long rcutorture_vernum;
174
175 /*
176  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
177  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
178  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
179  */
180 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
181 {
182         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
187  * how many quiescent states passed, just if there was at least
188  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_sched_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
194
195         if (rdp->passed_quiesce == 0)
196                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
197         rdp->passed_quiesce = 1;
198 }
199
200 void rcu_bh_qs(int cpu)
201 {
202         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
203
204         if (rdp->passed_quiesce == 0)
205                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
206         rdp->passed_quiesce = 1;
207 }
208
209 /*
210  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
211  * and requires special handling for preemptible RCU.
212  * The caller must have disabled preemption.
213  */
214 void rcu_note_context_switch(int cpu)
215 {
216         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
217         rcu_sched_qs(cpu);
218         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
219         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
222
223 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
224         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
225         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
226 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
227         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
228         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
229 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
230 };
231
232 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
233 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
234 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
235
236 module_param(blimit, long, 0444);
237 module_param(qhimark, long, 0444);
238 module_param(qlowmark, long, 0444);
239
240 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
241 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
242
243 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
244 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
245
246 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
247                                   struct rcu_data *rdp);
248 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
249                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
250                                   unsigned long *maxj),
251                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
252 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
253 static int rcu_pending(int cpu);
254
255 /*
256  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
257  */
258 long rcu_batches_completed_sched(void)
259 {
260         return rcu_sched_state.completed;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
263
264 /*
265  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
266  */
267 long rcu_batches_completed_bh(void)
268 {
269         return rcu_bh_state.completed;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
272
273 /*
274  * Force a quiescent state for RCU BH.
275  */
276 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
277 {
278         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
281
282 /*
283  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
284  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
285  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
286  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
287  * store this state in rcutorture itself.
288  */
289 void rcutorture_record_test_transition(void)
290 {
291         rcutorture_testseq++;
292         rcutorture_vernum = 0;
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
295
296 /*
297  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
298  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
299  * messages.
300  */
301 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
302 {
303         rcutorture_vernum++;
304 }
305 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
306
307 /*
308  * Force a quiescent state for RCU-sched.
309  */
310 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
311 {
312         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
313 }
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
315
316 /*
317  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
318  */
319 static int
320 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
321 {
322         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
323                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
324 }
325
326 /*
327  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
328  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
329  * normal callback registry.
330  */
331 static int
332 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
333 {
334         int i;
335
336         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
337                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
338         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
339                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
340         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
341                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
342         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
343                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
344         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
345                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
346                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
347                                  rdp->nxtcompleted[i]))
348                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
349         return 0; /* No grace period needed. */
350 }
351
352 /*
353  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
354  */
355 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
356 {
357         return &rsp->node[0];
358 }
359
360 /*
361  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
362  *
363  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
364  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
365  * The caller must have disabled interrupts.
366  */
367 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
368                                 bool user)
369 {
370         struct rcu_state *rsp;
371         struct rcu_data *rdp;
372
373         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
374         if (!user && !is_idle_task(current)) {
375                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
376                         idle_task(smp_processor_id());
377
378                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
379                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
380                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
381                           current->pid, current->comm,
382                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
383         }
384         for_each_rcu_flavor(rsp) {
385                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
386                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
387         }
388         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
389         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
390         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
391         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
392         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
393         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
394
395         /*
396          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
397          * in an RCU read-side critical section.
398          */
399         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
400                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
401         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
402                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
403         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
404                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
405 }
406
407 /*
408  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
409  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
410  */
411 static void rcu_eqs_enter(bool user)
412 {
413         long long oldval;
414         struct rcu_dynticks *rdtp;
415
416         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
417         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
418         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
419         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
420                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
421                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
422         } else {
423                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
424         }
425 }
426
427 /**
428  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
429  *
430  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
431  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
432  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
433  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
434  *
435  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
436  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
437  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
438  */
439 void rcu_idle_enter(void)
440 {
441         unsigned long flags;
442
443         local_irq_save(flags);
444         rcu_eqs_enter(false);
445         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
446         local_irq_restore(flags);
447 }
448 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
449
450 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
451 /**
452  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
453  *
454  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
455  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
456  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
457  * when the CPU runs in userspace.
458  */
459 void rcu_user_enter(void)
460 {
461         rcu_eqs_enter(1);
462 }
463 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
464
465 /**
466  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
467  *
468  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
469  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
470  * sections can occur.
471  *
472  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
473  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
474  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
475  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
476  *
477  * Use things like work queues to work around this limitation.
478  *
479  * You have been warned.
480  */
481 void rcu_irq_exit(void)
482 {
483         unsigned long flags;
484         long long oldval;
485         struct rcu_dynticks *rdtp;
486
487         local_irq_save(flags);
488         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
489         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
490         rdtp->dynticks_nesting--;
491         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
492         if (rdtp->dynticks_nesting)
493                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
494         else
495                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
496         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
497         local_irq_restore(flags);
498 }
499
500 /*
501  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
502  *
503  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
504  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
505  * The caller must have disabled interrupts.
506  */
507 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
508                                int user)
509 {
510         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
511         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
512         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
513         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
514         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
515         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
516         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
517         if (!user && !is_idle_task(current)) {
518                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
519                         idle_task(smp_processor_id());
520
521                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
522                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
523                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
524                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
525                           current->pid, current->comm,
526                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
527         }
528 }
529
530 /*
531  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
532  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
533  */
534 static void rcu_eqs_exit(bool user)
535 {
536         struct rcu_dynticks *rdtp;
537         long long oldval;
538
539         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
540         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
541         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
542         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
543                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
544         } else {
545                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
546                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
547         }
548 }
549
550 /**
551  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
552  *
553  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
554  * read-side critical sections can occur.
555  *
556  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
557  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
558  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
559  * now starting.
560  */
561 void rcu_idle_exit(void)
562 {
563         unsigned long flags;
564
565         local_irq_save(flags);
566         rcu_eqs_exit(false);
567         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
568         local_irq_restore(flags);
569 }
570 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
571
572 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
573 /**
574  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
575  *
576  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
577  * run a RCU read side critical section anytime.
578  */
579 void rcu_user_exit(void)
580 {
581         rcu_eqs_exit(1);
582 }
583 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
584
585 /**
586  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
587  *
588  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
589  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
590  * sections can occur.
591  *
592  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
593  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
594  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
595  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
596  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
597  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
598  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
599  *
600  * Use things like work queues to work around this limitation.
601  *
602  * You have been warned.
603  */
604 void rcu_irq_enter(void)
605 {
606         unsigned long flags;
607         struct rcu_dynticks *rdtp;
608         long long oldval;
609
610         local_irq_save(flags);
611         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
612         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
613         rdtp->dynticks_nesting++;
614         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
615         if (oldval)
616                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
617         else
618                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
619         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
620         local_irq_restore(flags);
621 }
622
623 /**
624  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
625  *
626  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
627  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
628  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
629  */
630 void rcu_nmi_enter(void)
631 {
632         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
633
634         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
635             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
636                 return;
637         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
638         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
639         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
640         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
641         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
642         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
643 }
644
645 /**
646  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
647  *
648  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
649  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
650  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
651  */
652 void rcu_nmi_exit(void)
653 {
654         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
655
656         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
657             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
658                 return;
659         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
660         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
661         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
662         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
663         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
664 }
665
666 /**
667  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
668  *
669  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
670  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
671  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
672  * least disabled preemption.
673  */
674 bool notrace __rcu_is_watching(void)
675 {
676         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
677 }
678
679 /**
680  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
681  *
682  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
683  * or NMI handler, return true.
684  */
685 bool notrace rcu_is_watching(void)
686 {
687         int ret;
688
689         preempt_disable();
690         ret = __rcu_is_watching();
691         preempt_enable();
692         return ret;
693 }
694 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
695
696 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
697
698 /*
699  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
700  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
701  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
702  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
703  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
704  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
705  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
706  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
707  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
708  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
709  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
710  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
711  * notifiers.
712  *
713  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
714  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
715  *
716  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
717  * errors from NMI handlers anyway.
718  */
719 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
720 {
721         struct rcu_data *rdp;
722         struct rcu_node *rnp;
723         bool ret;
724
725         if (in_nmi())
726                 return true;
727         preempt_disable();
728         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
729         rnp = rdp->mynode;
730         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
731               !rcu_scheduler_fully_active;
732         preempt_enable();
733         return ret;
734 }
735 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
736
737 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
738
739 /**
740  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
741  *
742  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
743  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
744  * disabled preemption.
745  */
746 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
747 {
748         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
749 }
750
751 /*
752  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
753  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
754  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
755  */
756 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
757                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
758 {
759         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
760         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
761         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
762 }
763
764 /*
765  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
766  * that context switches can allow the state machine to make progress.
767  */
768 extern void resched_cpu(int cpu);
769
770 /*
771  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
772  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
773  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
774  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
775  */
776 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
777                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
778 {
779         unsigned int curr;
780         unsigned int snap;
781
782         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
783         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
784
785         /*
786          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
787          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
788          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
789          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
790          * read-side critical section that started before the beginning
791          * of the current RCU grace period.
792          */
793         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
794                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
795                 rdp->dynticks_fqs++;
796                 return 1;
797         }
798
799         /*
800          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
801          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
802          * state: If we see it offline even once, it has been through a
803          * quiescent state.
804          *
805          * The reason for insisting that the grace period be at least
806          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
807          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
808          * sections.
809          */
810         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
811                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
812         barrier();
813         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
814                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
815                 rdp->offline_fqs++;
816                 return 1;
817         }
818
819         /*
820          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
821          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
822          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
823          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
824          * CPU is in this state.
825          */
826         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
827
828         /*
829          * Alternatively, the CPU might be running in the kernel
830          * for an extended period of time without a quiescent state.
831          * Attempt to force the CPU through the scheduler to gain the
832          * needed quiescent state, but only if the grace period has gone
833          * on for an uncommonly long time.  If there are many stuck CPUs,
834          * we will beat on the first one until it gets unstuck, then move
835          * to the next.  Only do this for the primary flavor of RCU.
836          */
837         if (rdp->rsp == rcu_state &&
838             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
839                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5;
840                 resched_cpu(rdp->cpu);
841         }
842
843         return 0;
844 }
845
846 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
847 {
848         unsigned long j = jiffies;
849         unsigned long j1;
850
851         rsp->gp_start = j;
852         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
853         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
854         rsp->jiffies_stall = j + j1;
855         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
856 }
857
858 /*
859  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
860  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
861  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
862  * printed by the target CPU.
863  */
864 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
865 {
866         int cpu;
867         unsigned long flags;
868         struct rcu_node *rnp;
869
870         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
871                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
872                 if (rnp->qsmask != 0) {
873                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
874                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
875                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
876                 }
877                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
878         }
879 }
880
881 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
882 {
883         int cpu;
884         long delta;
885         unsigned long flags;
886         int ndetected = 0;
887         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
888         long totqlen = 0;
889
890         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
891
892         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
893         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
894         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
895                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
896                 return;
897         }
898         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
899         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
900
901         /*
902          * OK, time to rat on our buddy...
903          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
904          * RCU CPU stall warnings.
905          */
906         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
907                rsp->name);
908         print_cpu_stall_info_begin();
909         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
910                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
911                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
912                 if (rnp->qsmask != 0) {
913                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
914                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
915                                         print_cpu_stall_info(rsp,
916                                                              rnp->grplo + cpu);
917                                         ndetected++;
918                                 }
919                 }
920                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
921         }
922
923         /*
924          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
925          * due to CPU offlining.
926          */
927         rnp = rcu_get_root(rsp);
928         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
929         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
930         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
931
932         print_cpu_stall_info_end();
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
935         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
936                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
937                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
938         if (ndetected == 0)
939                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
940         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
941                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
942
943         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
944
945         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
946
947         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
948 }
949
950 /*
951  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
952  * that context switches can allow the state machine to make progress.
953  */
954 extern void resched_cpu(int cpu);
955
956 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
957 {
958         int cpu;
959         unsigned long flags;
960         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
961         long totqlen = 0;
962
963         /*
964          * OK, time to rat on ourselves...
965          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
966          * RCU CPU stall warnings.
967          */
968         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
969         print_cpu_stall_info_begin();
970         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
971         print_cpu_stall_info_end();
972         for_each_possible_cpu(cpu)
973                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
974         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
975                 jiffies - rsp->gp_start,
976                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
977         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
978                 dump_stack();
979
980         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
981         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
982                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
983                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
984         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
985
986         /*
987          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
988          *
989          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
990          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
991          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
992          */
993         resched_cpu(smp_processor_id());
994 }
995
996 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
997 {
998         unsigned long completed;
999         unsigned long gpnum;
1000         unsigned long gps;
1001         unsigned long j;
1002         unsigned long js;
1003         struct rcu_node *rnp;
1004
1005         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1006                 return;
1007         j = jiffies;
1008
1009         /*
1010          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1011          *
1012          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1013          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1014          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1015          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1016          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1017          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1018          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1019          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1020          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1021          * from rsp->gpnum.
1022          *
1023          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1024          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1025          */
1026         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1027         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1028         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1029         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1030         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1031         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1032         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1033         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1034             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1035             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1036                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1037         rnp = rdp->mynode;
1038         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1039             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1040
1041                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1042                 print_cpu_stall(rsp);
1043
1044         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1045                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1046
1047                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1048                 print_other_cpu_stall(rsp);
1049         }
1050 }
1051
1052 /**
1053  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1054  *
1055  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1056  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1057  * RCU grace periods.
1058  *
1059  * The caller must disable hard irqs.
1060  */
1061 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1062 {
1063         struct rcu_state *rsp;
1064
1065         for_each_rcu_flavor(rsp)
1066                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1071  */
1072 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1073 {
1074         int i;
1075
1076         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1077                 return;
1078         rdp->nxtlist = NULL;
1079         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1080                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1085  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1086  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1087  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1088  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1089  *
1090  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1091  */
1092 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1093                                        struct rcu_node *rnp)
1094 {
1095         /*
1096          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1097          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1098          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1099          * period might have started, but just not yet gotten around
1100          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1101          */
1102         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1103                 return rnp->completed + 1;
1104
1105         /*
1106          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1107          * then the subsequent full grace period.
1108          */
1109         return rnp->completed + 2;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1114  * rcu_nocb_wait_gp().
1115  */
1116 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1117                                 unsigned long c, const char *s)
1118 {
1119         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1120                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1121                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1126  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1127  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1128  *
1129  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1130  */
1131 static unsigned long __maybe_unused
1132 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1133 {
1134         unsigned long c;
1135         int i;
1136         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1137
1138         /*
1139          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1140          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1141          */
1142         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1143         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1144         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1145                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1146                 return c;
1147         }
1148
1149         /*
1150          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1151          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1152          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1153          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1154          * need to explicitly start one.
1155          */
1156         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1157             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1158                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1159                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1160                 return c;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1165          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1166          * start one (if needed).
1167          */
1168         if (rnp != rnp_root) {
1169                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1170                 smp_mb__after_unlock_lock();
1171         }
1172
1173         /*
1174          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1175          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1176          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1177          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1178          */
1179         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1180         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1181                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1182                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1183
1184         /*
1185          * If the needed for the required grace period is already
1186          * recorded, trace and leave.
1187          */
1188         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1189                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1190                 goto unlock_out;
1191         }
1192
1193         /* Record the need for the future grace period. */
1194         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1195
1196         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1197         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1198                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1199         } else {
1200                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1201                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1202         }
1203 unlock_out:
1204         if (rnp != rnp_root)
1205                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1206         return c;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1211  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1212  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1213  * waiting for this grace period to complete.
1214  */
1215 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1216 {
1217         int c = rnp->completed;
1218         int needmore;
1219         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1220
1221         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1222         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1223         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1224         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1225                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1226         return needmore;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1231  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1232  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1233  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1234  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1235  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1236  * not hurt to call it repeatedly.
1237  *
1238  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1239  */
1240 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1241                                struct rcu_data *rdp)
1242 {
1243         unsigned long c;
1244         int i;
1245
1246         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1247         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1248                 return;
1249
1250         /*
1251          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1252          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1253          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1254          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1255          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1256          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1257          *
1258          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1259          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1260          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1261          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1262          * been assigned a ->completed number.
1263          */
1264         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1265         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1266                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1267                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1268                         break;
1269
1270         /*
1271          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1272          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1273          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1274          * be grouped into.
1275          */
1276         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1277                 return;
1278
1279         /*
1280          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1281          * full grace period and group them all in the sublist initially
1282          * indexed by "i".
1283          */
1284         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1285                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1286                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1287         }
1288         /* Record any needed additional grace periods. */
1289         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1290
1291         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1292         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1293                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1294         else
1295                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1300  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1301  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1302  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1303  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1304  *
1305  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1306  */
1307 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1308                             struct rcu_data *rdp)
1309 {
1310         int i, j;
1311
1312         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1313         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1314                 return;
1315
1316         /*
1317          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1318          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1319          */
1320         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1321                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1322                         break;
1323                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1324         }
1325         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1326         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1327                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1328
1329         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1330         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1331                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1332                         break;
1333                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1334                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1335         }
1336
1337         /* Classify any remaining callbacks. */
1338         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1343  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1344  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1345  */
1346 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1347 {
1348         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1349         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1350
1351                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1352                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1353
1354         } else {
1355
1356                 /* Advance callbacks. */
1357                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1358
1359                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1360                 rdp->completed = rnp->completed;
1361                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1362         }
1363
1364         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1365                 /*
1366                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1367                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1368                  * go looking for one.
1369                  */
1370                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1371                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1372                 rdp->passed_quiesce = 0;
1373                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1374                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1375         }
1376 }
1377
1378 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1379 {
1380         unsigned long flags;
1381         struct rcu_node *rnp;
1382
1383         local_irq_save(flags);
1384         rnp = rdp->mynode;
1385         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1386              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1387             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1388                 local_irq_restore(flags);
1389                 return;
1390         }
1391         smp_mb__after_unlock_lock();
1392         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1393         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1398  */
1399 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1400 {
1401         struct rcu_data *rdp;
1402         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1403
1404         rcu_bind_gp_kthread();
1405         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1406         smp_mb__after_unlock_lock();
1407         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1408                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1409                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1410                 return 0;
1411         }
1412         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1413
1414         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1415                 /*
1416                  * Grace period already in progress, don't start another.
1417                  * Not supposed to be able to happen.
1418                  */
1419                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1420                 return 0;
1421         }
1422
1423         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1424         record_gp_stall_check_time(rsp);
1425         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1426         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1427         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1428         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1429
1430         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1431         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1432         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1433
1434         /*
1435          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1436          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1437          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1438          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1439          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1440          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1441          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1442          * CPU-hotplug operations.
1443          *
1444          * The grace period cannot complete until the initialization
1445          * process finishes, because this kthread handles both.
1446          */
1447         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1448                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1449                 smp_mb__after_unlock_lock();
1450                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1451                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1452                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1453                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1454                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1455                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1456                 if (rnp == rdp->mynode)
1457                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1458                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1459                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1460                                             rnp->level, rnp->grplo,
1461                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1462                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1463 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1464                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1465                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1466                         udelay(200);
1467 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1468                 cond_resched();
1469         }
1470
1471         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1472         return 1;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Do one round of quiescent-state forcing.
1477  */
1478 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1479 {
1480         int fqs_state = fqs_state_in;
1481         bool isidle = false;
1482         unsigned long maxj;
1483         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1484
1485         rsp->n_force_qs++;
1486         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1487                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1488                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1489                         isidle = 1;
1490                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1491                 }
1492                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1493                              &isidle, &maxj);
1494                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1495                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1496         } else {
1497                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1498                 isidle = 0;
1499                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1500         }
1501         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1502         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1503                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1504                 smp_mb__after_unlock_lock();
1505                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1506                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1507         }
1508         return fqs_state;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Clean up after the old grace period.
1513  */
1514 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1515 {
1516         unsigned long gp_duration;
1517         int nocb = 0;
1518         struct rcu_data *rdp;
1519         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1520
1521         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1522         smp_mb__after_unlock_lock();
1523         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1524         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1525                 rsp->gp_max = gp_duration;
1526
1527         /*
1528          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1529          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1530          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1531          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1532          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1533          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1534          */
1535         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1536
1537         /*
1538          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1539          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1540          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1541          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1542          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1543          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1544          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1545          */
1546         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1547                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1548                 smp_mb__after_unlock_lock();
1549                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1550                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1551                 if (rnp == rdp->mynode)
1552                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1553                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1554                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1555                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1556                 cond_resched();
1557         }
1558         rnp = rcu_get_root(rsp);
1559         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1560         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1561         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1562
1563         /* Declare grace period done. */
1564         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1565         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1566         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1567         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1568         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1569         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1570                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1571                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1572                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1573                                        TPS("newreq"));
1574         }
1575         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Body of kthread that handles grace periods.
1580  */
1581 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1582 {
1583         int fqs_state;
1584         int gf;
1585         unsigned long j;
1586         int ret;
1587         struct rcu_state *rsp = arg;
1588         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1589
1590         for (;;) {
1591
1592                 /* Handle grace-period start. */
1593                 for (;;) {
1594                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1595                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1596                                                TPS("reqwait"));
1597                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1598                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1599                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1600                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1601                         if (rcu_gp_init(rsp))
1602                                 break;
1603                         cond_resched();
1604                         flush_signals(current);
1605                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1606                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1607                                                TPS("reqwaitsig"));
1608                 }
1609
1610                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1611                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1612                 j = jiffies_till_first_fqs;
1613                 if (j > HZ) {
1614                         j = HZ;
1615                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1616                 }
1617                 ret = 0;
1618                 for (;;) {
1619                         if (!ret)
1620                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1621                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1622                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1623                                                TPS("fqswait"));
1624                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1625                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1626                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1627                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1628                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1629                                         j);
1630                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1631                         /* If grace period done, leave loop. */
1632                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1633                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1634                                 break;
1635                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1636                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1637                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1638                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1639                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1640                                                        TPS("fqsstart"));
1641                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1642                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1643                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1644                                                        TPS("fqsend"));
1645                                 cond_resched();
1646                         } else {
1647                                 /* Deal with stray signal. */
1648                                 cond_resched();
1649                                 flush_signals(current);
1650                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1651                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1652                                                        TPS("fqswaitsig"));
1653                         }
1654                         j = jiffies_till_next_fqs;
1655                         if (j > HZ) {
1656                                 j = HZ;
1657                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1658                         } else if (j < 1) {
1659                                 j = 1;
1660                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1661                         }
1662                 }
1663
1664                 /* Handle grace-period end. */
1665                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1666         }
1667 }
1668
1669 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1670 {
1671         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1672
1673         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1674         wake_up(&rsp->gp_wq);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1679  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1680  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1681  *
1682  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1683  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1684  * quiescent state.
1685  */
1686 static void
1687 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1688                       struct rcu_data *rdp)
1689 {
1690         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1691                 /*
1692                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1693                  * task, this CPU does not need another grace period,
1694                  * or a grace period is already in progress.
1695                  * Either way, don't start a new grace period.
1696                  */
1697                 return;
1698         }
1699         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1700         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1701                                TPS("newreq"));
1702
1703         /*
1704          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1705          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1706          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1707          * up the running kthread.
1708          */
1709         if (current != rsp->gp_kthread)
1710                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1715  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1716  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1717  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1718  * that is encountered beforehand.
1719  */
1720 static void
1721 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1722 {
1723         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1724         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1725
1726         /*
1727          * If there is no grace period in progress right now, any
1728          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1729          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1730          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1731          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1732          * then start the grace period!
1733          */
1734         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1735         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1740  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1741  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1742  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1743  * is released before return.
1744  */
1745 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1746         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1747 {
1748         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1749         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1750         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1755  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1756  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1757  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1758  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1759  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1760  */
1761 static void
1762 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1763                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1764         __releases(rnp->lock)
1765 {
1766         struct rcu_node *rnp_c;
1767
1768         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1769         for (;;) {
1770                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1771
1772                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1773                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1774                         return;
1775                 }
1776                 rnp->qsmask &= ~mask;
1777                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1778                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1779                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1780                                                  !!rnp->gp_tasks);
1781                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1782
1783                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1784                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1785                         return;
1786                 }
1787                 mask = rnp->grpmask;
1788                 if (rnp->parent == NULL) {
1789
1790                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1791
1792                         break;
1793                 }
1794                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1795                 rnp_c = rnp;
1796                 rnp = rnp->parent;
1797                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1798                 smp_mb__after_unlock_lock();
1799                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1800         }
1801
1802         /*
1803          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1804          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1805          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1806          */
1807         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1812  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1813  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1814  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1815  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1816  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1817  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1818  */
1819 static void
1820 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1821 {
1822         unsigned long flags;
1823         unsigned long mask;
1824         struct rcu_node *rnp;
1825
1826         rnp = rdp->mynode;
1827         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1828         smp_mb__after_unlock_lock();
1829         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1830             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1831
1832                 /*
1833                  * The grace period in which this quiescent state was
1834                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1835                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1836                  * within the current grace period.
1837                  */
1838                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1839                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1840                 return;
1841         }
1842         mask = rdp->grpmask;
1843         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1844                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1845         } else {
1846                 rdp->qs_pending = 0;
1847
1848                 /*
1849                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1850                  * callbacks can be processed during the next GP.
1851                  */
1852                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1853
1854                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1855         }
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1860  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1861  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1862  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1863  */
1864 static void
1865 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1866 {
1867         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1868         note_gp_changes(rsp, rdp);
1869
1870         /*
1871          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1872          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1873          */
1874         if (!rdp->qs_pending)
1875                 return;
1876
1877         /*
1878          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1879          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1880          */
1881         if (!rdp->passed_quiesce)
1882                 return;
1883
1884         /*
1885          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1886          * judge of that).
1887          */
1888         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1889 }
1890
1891 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1892
1893 /*
1894  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1895  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1896  * ->orphan_lock.
1897  */
1898 static void
1899 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1900                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1901 {
1902         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1903         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1904                 return;
1905
1906         /*
1907          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1908          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1909          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1910          */
1911         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1912                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1913                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1914                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1915                 rdp->qlen_lazy = 0;
1916                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1917         }
1918
1919         /*
1920          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1921          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1922          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1923          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1924          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1925          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1926          * we just reset the whole thing later on.
1927          */
1928         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1929                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1930                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1931                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1932         }
1933
1934         /*
1935          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1936          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1937          * required to pass though another grace period: They are done.
1938          */
1939         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1940                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1941                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1942         }
1943
1944         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1945         init_callback_list(rdp);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1950  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1951  */
1952 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1953 {
1954         int i;
1955         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1956
1957         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1958         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
1959                 return;
1960
1961         /* Do the accounting first. */
1962         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1963         rdp->qlen += rsp->qlen;
1964         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1965         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1966                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1967         rsp->qlen_lazy = 0;
1968         rsp->qlen = 0;
1969
1970         /*
1971          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1972          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1973          * we are the task doing the rcu_barrier().
1974          */
1975
1976         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1977         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1978                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1979                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1980                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1981                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1982                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1983                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1984                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1985         }
1986
1987         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1988         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1989                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1990                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1991                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1992                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1993         }
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1998  */
1999 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2000 {
2001         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2002         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2003         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2004
2005         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2006         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2007                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2008                                TPS("cpuofl"));
2009 }
2010
2011 /*
2012  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2013  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2014  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2015  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2016  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2017  */
2018 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2019 {
2020         unsigned long flags;
2021         unsigned long mask;
2022         int need_report = 0;
2023         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2024         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2025
2026         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2027         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2028
2029         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2030
2031         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2032         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2033         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2034
2035         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2036         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2037         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2038
2039         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2040         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2041         do {
2042                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2043                 smp_mb__after_unlock_lock();
2044                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2045                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2046                         if (rnp != rdp->mynode)
2047                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2048                         break;
2049                 }
2050                 if (rnp == rdp->mynode)
2051                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2052                 else
2053                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2054                 mask = rnp->grpmask;
2055                 rnp = rnp->parent;
2056         } while (rnp != NULL);
2057
2058         /*
2059          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2060          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2061          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2062          * held leads to deadlock.
2063          */
2064         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2065         rnp = rdp->mynode;
2066         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2067                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2068         else
2069                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2070         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2071                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2072         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2073                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2074                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2075         init_callback_list(rdp);
2076         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2077         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2078         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2079 }
2080
2081 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2082
2083 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2084 {
2085 }
2086
2087 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2088 {
2089 }
2090
2091 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2092
2093 /*
2094  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2095  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2096  */
2097 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2098 {
2099         unsigned long flags;
2100         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2101         long bl, count, count_lazy;
2102         int i;
2103
2104         /* If no callbacks are ready, just return. */
2105         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2106                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2107                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2108                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2109                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2110                 return;
2111         }
2112
2113         /*
2114          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2115          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2116          */
2117         local_irq_save(flags);
2118         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2119         bl = rdp->blimit;
2120         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2121         list = rdp->nxtlist;
2122         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2123         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2124         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2125         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2126                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2127                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2128         local_irq_restore(flags);
2129
2130         /* Invoke callbacks. */
2131         count = count_lazy = 0;
2132         while (list) {
2133                 next = list->next;
2134                 prefetch(next);
2135                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2136                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2137                         count_lazy++;
2138                 list = next;
2139                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2140                 if (++count >= bl &&
2141                     (need_resched() ||
2142                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2143                         break;
2144         }
2145
2146         local_irq_save(flags);
2147         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2148                             is_idle_task(current),
2149                             rcu_is_callbacks_kthread());
2150
2151         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2152         if (list != NULL) {
2153                 *tail = rdp->nxtlist;
2154                 rdp->nxtlist = list;
2155                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2156                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2157                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2158                         else
2159                                 break;
2160         }
2161         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2162         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2163         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2164         rdp->n_cbs_invoked += count;
2165
2166         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2167         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2168                 rdp->blimit = blimit;
2169
2170         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2171         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2172                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2173                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2174         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2175                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2176         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2177
2178         local_irq_restore(flags);
2179
2180         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2181         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2182                 invoke_rcu_core();
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2187  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2188  * Also schedule RCU core processing.
2189  *
2190  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2191  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2192  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2193  */
2194 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2195 {
2196         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2197         increment_cpu_stall_ticks();
2198         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2199
2200                 /*
2201                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2202                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2203                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2204                  * a quiescent state, so note it.
2205                  *
2206                  * No memory barrier is required here because both
2207                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2208                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2209                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2210                  */
2211
2212                 rcu_sched_qs(cpu);
2213                 rcu_bh_qs(cpu);
2214
2215         } else if (!in_softirq()) {
2216
2217                 /*
2218                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2219                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2220                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2221                  * critical section, so note it.
2222                  */
2223
2224                 rcu_bh_qs(cpu);
2225         }
2226         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2227         if (rcu_pending(cpu))
2228                 invoke_rcu_core();
2229         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2234  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2235  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2236  *
2237  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2238  */
2239 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2240                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2241                                   unsigned long *maxj),
2242                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2243 {
2244         unsigned long bit;
2245         int cpu;
2246         unsigned long flags;
2247         unsigned long mask;
2248         struct rcu_node *rnp;
2249
2250         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2251                 cond_resched();
2252                 mask = 0;
2253                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2254                 smp_mb__after_unlock_lock();
2255                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2256                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2257                         return;
2258                 }
2259                 if (rnp->qsmask == 0) {
2260                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2261                         continue;
2262                 }
2263                 cpu = rnp->grplo;
2264                 bit = 1;
2265                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2266                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2267                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2268                                         *isidle = 0;
2269                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2270                                         mask |= bit;
2271                         }
2272                 }
2273                 if (mask != 0) {
2274
2275                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2276                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2277                         continue;
2278                 }
2279                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2280         }
2281         rnp = rcu_get_root(rsp);
2282         if (rnp->qsmask == 0) {
2283                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2284                 smp_mb__after_unlock_lock();
2285                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2286         }
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2291  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2292  */
2293 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2294 {
2295         unsigned long flags;
2296         bool ret;
2297         struct rcu_node *rnp;
2298         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2299
2300         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2301         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2302         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2303                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2304                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2305                 if (rnp_old != NULL)
2306                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2307                 if (ret) {
2308                         ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2309                         return;
2310                 }
2311                 rnp_old = rnp;
2312         }
2313         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2314
2315         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2316         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2317         smp_mb__after_unlock_lock();
2318         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2319         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2320                 ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2321                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2322                 return;  /* Someone beat us to it. */
2323         }
2324         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2325         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2326         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2327 }
2328
2329 /*
2330  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2331  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2332  * whom the rdp belongs.
2333  */
2334 static void
2335 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2336 {
2337         unsigned long flags;
2338         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2339
2340         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2341
2342         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2343         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2344
2345         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2346         local_irq_save(flags);
2347         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2348                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2349                 rcu_start_gp(rsp);
2350                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2351         } else {
2352                 local_irq_restore(flags);
2353         }
2354
2355         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2356         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2357                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2358
2359         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2360         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * Do RCU core processing for the current CPU.
2365  */
2366 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2367 {
2368         struct rcu_state *rsp;
2369
2370         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2371                 return;
2372         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2373         for_each_rcu_flavor(rsp)
2374                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2375         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2380  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2381  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2382  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2383  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2384  */
2385 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2386 {
2387         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2388                 return;
2389         if (likely(!rsp->boost)) {
2390                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2391                 return;
2392         }
2393         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2394 }
2395
2396 static void invoke_rcu_core(void)
2397 {
2398         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2399                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2404  */
2405 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2406                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2407 {
2408         /*
2409          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2410          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2411          */
2412         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2413                 invoke_rcu_core();
2414
2415         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2416         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2417                 return;
2418
2419         /*
2420          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2421          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2422          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2423          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2424          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2425          */
2426         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2427
2428                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2429                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2430
2431                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2432                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2433                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2434
2435                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2436                         smp_mb__after_unlock_lock();
2437                         rcu_start_gp(rsp);
2438                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2439                 } else {
2440                         /* Give the grace period a kick. */
2441                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2442                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2443                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2444                                 force_quiescent_state(rsp);
2445                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2446                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2447                 }
2448         }
2449 }
2450
2451 /*
2452  * RCU callback function to leak a callback.
2453  */
2454 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2455 {
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2460  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2461  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2462  * is expected to specify a CPU.
2463  */
2464 static void
2465 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2466            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2467 {
2468         unsigned long flags;
2469         struct rcu_data *rdp;
2470
2471         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2472         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2473                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2474                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2475                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2476                 return;
2477         }
2478         head->func = func;
2479         head->next = NULL;
2480
2481         /*
2482          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2483          * Note that we might see a beginning right after we see an
2484          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2485          * a quiescent state betweentimes.
2486          */
2487         local_irq_save(flags);
2488         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2489
2490         /* Add the callback to our list. */
2491         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2492                 int offline;
2493
2494                 if (cpu != -1)
2495                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2496                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2497                 WARN_ON_ONCE(offline);
2498                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2499                 local_irq_restore(flags);
2500                 return;
2501         }
2502         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2503         if (lazy)
2504                 rdp->qlen_lazy++;
2505         else
2506                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2507         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2508         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2509         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2510
2511         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2512                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2513                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2514         else
2515                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2516
2517         /* Go handle any RCU core processing required. */
2518         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2519         local_irq_restore(flags);
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2524  */
2525 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2526 {
2527         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2530
2531 /*
2532  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2533  */
2534 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2535 {
2536         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2537 }
2538 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2539
2540 /*
2541  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2542  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2543  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2544  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2545  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2546  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2547  * some overhead: RCU still operates correctly.
2548  */
2549 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2550 {
2551         int ret;
2552
2553         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2554         preempt_disable();
2555         ret = num_online_cpus() <= 1;
2556         preempt_enable();
2557         return ret;
2558 }
2559
2560 /**
2561  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2562  *
2563  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2564  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2565  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2566  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2567  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2568  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2569  * rcu_read_lock_sched().
2570  *
2571  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2572  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2573  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2574  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2575  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2576  *
2577  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2578  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2579  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2580  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2581  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2582  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2583  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2584  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2585  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2586  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2587  * that are executing in the kernel.
2588  *
2589  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2590  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2591  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2592  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2593  * again only if the system has more than one CPU).
2594  *
2595  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2596  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2597  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2598  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2599  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2600  */
2601 void synchronize_sched(void)
2602 {
2603         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2604                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2605                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2606                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2607         if (rcu_blocking_is_gp())
2608                 return;
2609         if (rcu_expedited)
2610                 synchronize_sched_expedited();
2611         else
2612                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2613 }
2614 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2615
2616 /**
2617  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2618  *
2619  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2620  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2621  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2622  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2623  * and may be nested.
2624  *
2625  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2626  * on memory ordering guarantees.
2627  */
2628 void synchronize_rcu_bh(void)
2629 {
2630         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2631                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2632                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2633                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2634         if (rcu_blocking_is_gp())
2635                 return;
2636         if (rcu_expedited)
2637                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2638         else
2639                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2640 }
2641 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2642
2643 /**
2644  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2645  *
2646  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2647  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2648  * meantime.
2649  */
2650 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2651 {
2652         /*
2653          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2654          * before the load from ->gpnum.
2655          */
2656         smp_mb();  /* ^^^ */
2657
2658         /*
2659          * Make sure this load happens before the purportedly
2660          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2661          * and cond_synchronize_rcu().
2662          */
2663         return smp_load_acquire(&rcu_state->gpnum);
2664 }
2665 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2666
2667 /**
2668  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2669  *
2670  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2671  *
2672  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2673  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2674  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2675  *
2676  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2677  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2678  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2679  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2680  */
2681 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2682 {
2683         unsigned long newstate;
2684
2685         /*
2686          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2687          * actions the caller might carry out after we return.
2688          */
2689         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state->completed);
2690         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2691                 synchronize_rcu();
2692 }
2693 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2694
2695 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2696 {
2697         /*
2698          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2699          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2700          * time that it returns.
2701          *
2702          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2703          * above condition is already met when the control reaches
2704          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2705          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2706          * robustness against future implementation changes.
2707          */
2708         smp_mb(); /* See above comment block. */
2709         return 0;
2710 }
2711
2712 /**
2713  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2714  *
2715  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2716  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2717  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2718  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2719  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2720  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2721  * synchronize_sched() instead.
2722  *
2723  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2724  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2725  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2726  * these restriction will result in deadlock.
2727  *
2728  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2729  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2730  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2731  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2732  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2733  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2734  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2735  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2736  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2737  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2738  *
2739  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2740  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2741  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2742  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2743  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2744  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2745  * doing our work for us.
2746  *
2747  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2748  */
2749 void synchronize_sched_expedited(void)
2750 {
2751         long firstsnap, s, snap;
2752         int trycount = 0;
2753         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2754
2755         /*
2756          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2757          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2758          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2759          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2760          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2761          * course be required on a 64-bit system.
2762          */
2763         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2764                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2765                          ULONG_MAX / 8)) {
2766                 synchronize_sched();
2767                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2768                 return;
2769         }
2770
2771         /*
2772          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2773          * full memory barrier.
2774          */
2775         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2776         firstsnap = snap;
2777         get_online_cpus();
2778         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2779
2780         /*
2781          * Each pass through the following loop attempts to force a
2782          * context switch on each CPU.
2783          */
2784         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2785                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2786                              NULL) == -EAGAIN) {
2787                 put_online_cpus();
2788                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2789
2790                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2791                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2792                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2793                         /* ensure test happens before caller kfree */
2794                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2795                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2796                         return;
2797                 }
2798
2799                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2800                 if (trycount++ < 10) {
2801                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2802                 } else {
2803                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2804                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2805                         return;
2806                 }
2807
2808                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2809                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2810                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2811                         /* ensure test happens before caller kfree */
2812                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2813                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2814                         return;
2815                 }
2816
2817                 /*
2818                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2819                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2820                  * after they started, so our grace period works for them,
2821                  * and they started after our first try, so their grace
2822                  * period works for us.
2823                  */
2824                 get_online_cpus();
2825                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2826                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2827         }
2828         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2829
2830         /*
2831          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2832          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2833          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2834          * than we did already did their update.
2835          */
2836         do {
2837                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2838                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2839                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2840                         /* ensure test happens before caller kfree */
2841                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2842                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2843                         break;
2844                 }
2845         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2846         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2847
2848         put_online_cpus();
2849 }
2850 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2851
2852 /*
2853  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2854  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2855  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2856  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2857  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2858  */
2859 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2860 {
2861         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2862
2863         rdp->n_rcu_pending++;
2864
2865         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2866         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2867
2868         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2869         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
2870                 return 0;
2871
2872         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2873         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2874             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2875                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2876         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2877                 rdp->n_rp_report_qs++;
2878                 return 1;
2879         }
2880
2881         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2882         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2883                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2884                 return 1;
2885         }
2886
2887         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2888         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2889                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2890                 return 1;
2891         }
2892
2893         /* Has another RCU grace period completed?  */
2894         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2895                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2896                 return 1;
2897         }
2898
2899         /* Has a new RCU grace period started? */
2900         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2901                 rdp->n_rp_gp_started++;
2902                 return 1;
2903         }
2904
2905         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2906         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2907                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
2908                 return 1;
2909         }
2910
2911         /* nothing to do */
2912         rdp->n_rp_need_nothing++;
2913         return 0;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2918  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2919  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2920  */
2921 static int rcu_pending(int cpu)
2922 {
2923         struct rcu_state *rsp;
2924
2925         for_each_rcu_flavor(rsp)
2926                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2927                         return 1;
2928         return 0;
2929 }
2930
2931 /*
2932  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2933  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2934  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2935  */
2936 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2937 {
2938         bool al = true;
2939         bool hc = false;
2940         struct rcu_data *rdp;
2941         struct rcu_state *rsp;
2942
2943         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2944                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2945                 if (!rdp->nxtlist)
2946                         continue;
2947                 hc = true;
2948                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
2949                         al = false;
2950                         break;
2951                 }
2952         }
2953         if (all_lazy)
2954                 *all_lazy = al;
2955         return hc;
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2960  * the compiler is expected to optimize this away.
2961  */
2962 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2963                                int cpu, unsigned long done)
2964 {
2965         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2966                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2967 }
2968
2969 /*
2970  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2971  * up the task executing _rcu_barrier().
2972  */
2973 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2974 {
2975         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2976         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2977
2978         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2979                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2980                 complete(&rsp->barrier_completion);
2981         } else {
2982                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2983         }
2984 }
2985
2986 /*
2987  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2988  */
2989 static void rcu_barrier_func(void *type)
2990 {
2991         struct rcu_state *rsp = type;
2992         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2993
2994         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2995         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2996         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2997 }
2998
2999 /*
3000  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3001  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3002  */
3003 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3004 {
3005         int cpu;
3006         struct rcu_data *rdp;
3007         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3008         unsigned long snap_done;
3009
3010         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3011
3012         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3013         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3014
3015         /*
3016          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3017          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3018          */
3019         smp_mb();  /* See above block comment. */
3020
3021         /*
3022          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3023          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3024          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3025          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3026          */
3027         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3028         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3029
3030         /*
3031          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3032          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3033          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3034          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3035          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3036          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3037          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3038          * this for us (thank you, Linus!).
3039          */
3040         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3041                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3042                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3043                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3044                 return;
3045         }
3046
3047         /*
3048          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3049          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3050          * the increment to precede the early-exit check.
3051          */
3052         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3053         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3054         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3055         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3056
3057         /*
3058          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3059          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3060          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3061          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3062          */
3063         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3064         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3065         get_online_cpus();
3066
3067         /*
3068          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3069          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3070          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3071          */
3072         for_each_possible_cpu(cpu) {
3073                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3074                         continue;
3075                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3076                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3077                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3078                                            rsp->n_barrier_done);
3079                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3080                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3081                                    rsp, cpu, 0);
3082                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3083                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3084                                            rsp->n_barrier_done);
3085                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3086                 } else {
3087                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3088                                            rsp->n_barrier_done);
3089                 }
3090         }
3091         put_online_cpus();
3092
3093         /*
3094          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3095          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3096          */
3097         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3098                 complete(&rsp->barrier_completion);
3099
3100         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3101         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3102         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3103         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3104         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3105         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3106
3107         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3108         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3109
3110         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3111         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3112 }
3113
3114 /**
3115  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3116  */
3117 void rcu_barrier_bh(void)
3118 {
3119         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3120 }
3121 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3122
3123 /**
3124  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3125  */
3126 void rcu_barrier_sched(void)
3127 {
3128         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3129 }
3130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3131
3132 /*
3133  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3134  */
3135 static void __init
3136 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3137 {
3138         unsigned long flags;
3139         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3140         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3141
3142         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3143         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3144         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3145         init_callback_list(rdp);
3146         rdp->qlen_lazy = 0;
3147         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3148         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3149         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3150         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3151         rdp->cpu = cpu;
3152         rdp->rsp = rsp;
3153         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3154         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3155 }
3156
3157 /*
3158  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3159  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3160  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3161  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3162  */
3163 static void
3164 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
3165 {
3166         unsigned long flags;
3167         unsigned long mask;
3168         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3169         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3170
3171         /* Exclude new grace periods. */
3172         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3173
3174         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3175         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3176         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3177         rdp->preemptible = preemptible;
3178         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3179         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3180         rdp->blimit = blimit;
3181         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3182         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3183         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3184         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3185                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3186         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3187
3188         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3189         rnp = rdp->mynode;
3190         mask = rdp->grpmask;
3191         do {
3192                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3193                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3194                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3195                 mask = rnp->grpmask;
3196                 if (rnp == rdp->mynode) {
3197                         /*
3198                          * If there is a grace period in progress, we will
3199                          * set up to wait for it next time we run the
3200                          * RCU core code.
3201                          */
3202                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3203                         rdp->completed = rnp->completed;
3204                         rdp->passed_quiesce = 0;
3205                         rdp->qs_pending = 0;
3206                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3207                 }
3208                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3209                 rnp = rnp->parent;
3210         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3211         local_irq_restore(flags);
3212
3213         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3214 }
3215
3216 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3217 {
3218         struct rcu_state *rsp;
3219
3220         for_each_rcu_flavor(rsp)
3221                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3222                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Handle CPU online/offline notification events.
3227  */
3228 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3229                                     unsigned long action, void *hcpu)
3230 {
3231         long cpu = (long)hcpu;
3232         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3233         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3234         struct rcu_state *rsp;
3235
3236         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3237         switch (action) {
3238         case CPU_UP_PREPARE:
3239         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3240                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3241                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3242                 break;
3243         case CPU_ONLINE:
3244         case CPU_DOWN_FAILED:
3245                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3246                 break;
3247         case CPU_DOWN_PREPARE:
3248                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3249                 break;
3250         case CPU_DYING:
3251         case CPU_DYING_FROZEN:
3252                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3253                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3254                 break;
3255         case CPU_DEAD:
3256         case CPU_DEAD_FROZEN:
3257         case CPU_UP_CANCELED:
3258         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3259                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3260                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3261                 break;
3262         default:
3263                 break;
3264         }
3265         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3266         return NOTIFY_OK;
3267 }
3268
3269 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3270                          unsigned long action, void *hcpu)
3271 {
3272         switch (action) {
3273         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3274         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3275                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3276                         rcu_expedited = 1;
3277                 break;
3278         case PM_POST_HIBERNATION:
3279         case PM_POST_SUSPEND:
3280                 rcu_expedited = 0;
3281                 break;
3282         default:
3283                 break;
3284         }
3285         return NOTIFY_OK;
3286 }
3287
3288 /*
3289  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3290  */
3291 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3292 {
3293         unsigned long flags;
3294         struct rcu_node *rnp;
3295         struct rcu_state *rsp;
3296         struct task_struct *t;
3297
3298         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3299                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3300                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3301                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3302                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3303                 rsp->gp_kthread = t;
3304                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3305                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3306         }
3307         return 0;
3308 }
3309 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3310
3311 /*
3312  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3313  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3314  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3315  * task is booting the system).  After this function is called, the
3316  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3317  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3318  */
3319 void rcu_scheduler_starting(void)
3320 {
3321         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3322         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3323         rcu_scheduler_active = 1;
3324 }
3325
3326 /*
3327  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3328  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3329  */
3330 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3331 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3332 {
3333         int i;
3334
3335         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3336         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3337                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3338 }
3339 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3340 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3341 {
3342         int ccur;
3343         int cprv;
3344         int i;
3345
3346         cprv = nr_cpu_ids;
3347         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3348                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3349                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3350                 cprv = ccur;
3351         }
3352 }
3353 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3354
3355 /*
3356  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3357  */
3358 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3359                 struct rcu_data __percpu *rda)
3360 {
3361         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3362                                "rcu_node_1",
3363                                "rcu_node_2",
3364                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3365         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3366                                "rcu_node_fqs_1",
3367                                "rcu_node_fqs_2",
3368                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3369         int cpustride = 1;
3370         int i;
3371         int j;
3372         struct rcu_node *rnp;
3373
3374         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3375
3376         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3377         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3378                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3379
3380         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3381
3382         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3383                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3384         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3385                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3386         rcu_init_levelspread(rsp);
3387
3388         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3389
3390         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3391                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3392                 rnp = rsp->level[i];
3393                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3394                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3395                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3396                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3397                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3398                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3399                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3400                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3401                         rnp->completed = rsp->completed;
3402                         rnp->qsmask = 0;
3403                         rnp->qsmaskinit = 0;
3404                         rnp->grplo = j * cpustride;
3405                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3406                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3407                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3408                         if (i == 0) {
3409                                 rnp->grpnum = 0;
3410                                 rnp->grpmask = 0;
3411                                 rnp->parent = NULL;
3412                         } else {
3413                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3414                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3415                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3416                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3417                         }
3418                         rnp->level = i;
3419                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3420                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3421                 }
3422         }
3423
3424         rsp->rda = rda;
3425         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3426         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3427         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3428         for_each_possible_cpu(i) {
3429                 while (i > rnp->grphi)
3430                         rnp++;
3431                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3432                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3433         }
3434         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3435 }
3436
3437 /*
3438  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3439  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3440  * the ->node array in the rcu_state structure.
3441  */
3442 static void __init rcu_init_geometry(void)
3443 {
3444         ulong d;
3445         int i;
3446         int j;
3447         int n = nr_cpu_ids;
3448         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3449
3450         /*
3451          * Initialize any unspecified boot parameters.
3452          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3453          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3454          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3455          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3456          */
3457         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3458         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3459                 jiffies_till_first_fqs = d;
3460         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3461                 jiffies_till_next_fqs = d;
3462
3463         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3464         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3465             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3466                 return;
3467         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3468                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3469
3470         /*
3471          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3472          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3473          * some of the arithmetic easier.
3474          */
3475         rcu_capacity[0] = 1;
3476         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3477         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3478                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3479
3480         /*
3481          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3482          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3483          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3484          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3485          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3486          * compile-time values if these limits are exceeded.
3487          */
3488         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3489             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3490             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3491                 WARN_ON(1);
3492                 return;
3493         }
3494
3495         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3496         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3497                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3498                         for (j = 0; j <= i; j++)
3499                                 num_rcu_lvl[j] =
3500                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3501                         rcu_num_lvls = i;
3502                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3503                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3504                         break;
3505                 }
3506
3507         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3508         rcu_num_nodes = 0;
3509         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3510                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3511         rcu_num_nodes -= n;
3512 }
3513
3514 void __init rcu_init(void)
3515 {
3516         int cpu;
3517
3518         rcu_bootup_announce();
3519         rcu_init_geometry();
3520         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3521         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3522         __rcu_init_preempt();
3523         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3524
3525         /*
3526          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3527          * this is called early in boot, before either interrupts
3528          * or the scheduler are operational.
3529          */
3530         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3531         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3532         for_each_online_cpu(cpu)
3533                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3534 }
3535
3536 #include "tree_plugin.h"