OSDN Git Service

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