990b406faf4e2e9fec8b45bbb512aaf08608930d
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 struct rcu_state sname##_state = { \
95         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
96         .call = cr, \
97         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
101         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
102         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
105         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
106         .abbr = sabbr, \
107 }; \
108 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data)
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
156 static void invoke_rcu_core(void);
157 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
158
159 /*
160  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
161  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
162  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
163  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
164  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
165  * These variables enable correlating rcutorture output with the
166  * RCU tracing information.
167  */
168 unsigned long rcutorture_testseq;
169 unsigned long rcutorture_vernum;
170
171 /*
172  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
173  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
174  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
175  */
176 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
177 {
178         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
179 }
180
181 /*
182  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
183  * how many quiescent states passed, just if there was at least
184  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
185  * The caller must have disabled preemption.
186  */
187 void rcu_sched_qs(void)
188 {
189         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
190                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
191                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
192                                        TPS("cpuqs"));
193                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
194         }
195 }
196
197 void rcu_bh_qs(void)
198 {
199         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
200                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
201                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
202                                        TPS("cpuqs"));
203                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
204         }
205 }
206
207 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
208
209 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
210         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
211         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
212 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
213         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
214         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
215 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
216 };
217
218 /*
219  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
220  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
221  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
222  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
223  * this CPU might (or might not) do in the near future.
224  *
225  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
226  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
227  * by two.
228  */
229 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
230 {
231         unsigned long flags;
232         struct rcu_data *rdp;
233         struct rcu_dynticks *rdtp;
234         int resched_mask;
235         struct rcu_state *rsp;
236
237         local_irq_save(flags);
238
239         /*
240          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
241          * the flag will be set again after some delay.
242          */
243         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
244         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
245
246         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
247         for_each_rcu_flavor(rsp) {
248                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
249                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
250                         continue;
251                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
252                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
253                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
254                         continue;
255
256                 /*
257                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
258                  * This allows the grace-period kthread to record the
259                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
260                  * further.
261                  */
262                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
263                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
264                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
265                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
266                 break;
267         }
268         local_irq_restore(flags);
269 }
270
271 /*
272  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
273  * and requires special handling for preemptible RCU.
274  * The caller must have disabled preemption.
275  */
276 void rcu_note_context_switch(void)
277 {
278         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
279         rcu_sched_qs();
280         rcu_preempt_note_context_switch();
281         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
282                 rcu_momentary_dyntick_idle();
283         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
284 }
285 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
286
287 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
288 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
289 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
290
291 module_param(blimit, long, 0444);
292 module_param(qhimark, long, 0444);
293 module_param(qlowmark, long, 0444);
294
295 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
296 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
297
298 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
299 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
300
301 /*
302  * How long the grace period must be before we start recruiting
303  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
304  */
305 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
306 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
307
308 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
309                                   struct rcu_data *rdp);
310 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
311                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
312                                   unsigned long *maxj),
313                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
314 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
315 static int rcu_pending(void);
316
317 /*
318  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
319  */
320 long rcu_batches_completed_sched(void)
321 {
322         return rcu_sched_state.completed;
323 }
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
325
326 /*
327  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
328  */
329 long rcu_batches_completed_bh(void)
330 {
331         return rcu_bh_state.completed;
332 }
333 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
334
335 /*
336  * Force a quiescent state.
337  */
338 void rcu_force_quiescent_state(void)
339 {
340         force_quiescent_state(rcu_state_p);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
343
344 /*
345  * Force a quiescent state for RCU BH.
346  */
347 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
348 {
349         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
350 }
351 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
352
353 /*
354  * Show the state of the grace-period kthreads.
355  */
356 void show_rcu_gp_kthreads(void)
357 {
358         struct rcu_state *rsp;
359
360         for_each_rcu_flavor(rsp) {
361                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
362                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
363                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
364         }
365 }
366 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
367
368 /*
369  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
370  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
371  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
372  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
373  * store this state in rcutorture itself.
374  */
375 void rcutorture_record_test_transition(void)
376 {
377         rcutorture_testseq++;
378         rcutorture_vernum = 0;
379 }
380 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
381
382 /*
383  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
384  */
385 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
386                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
387 {
388         struct rcu_state *rsp = NULL;
389
390         switch (test_type) {
391         case RCU_FLAVOR:
392                 rsp = rcu_state_p;
393                 break;
394         case RCU_BH_FLAVOR:
395                 rsp = &rcu_bh_state;
396                 break;
397         case RCU_SCHED_FLAVOR:
398                 rsp = &rcu_sched_state;
399                 break;
400         default:
401                 break;
402         }
403         if (rsp != NULL) {
404                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
405                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
406                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
407                 return;
408         }
409         *flags = 0;
410         *gpnum = 0;
411         *completed = 0;
412 }
413 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
414
415 /*
416  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
417  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
418  * messages.
419  */
420 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
421 {
422         rcutorture_vernum++;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
425
426 /*
427  * Force a quiescent state for RCU-sched.
428  */
429 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
430 {
431         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
434
435 /*
436  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
437  */
438 static int
439 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
440 {
441         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
442                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
443 }
444
445 /*
446  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
447  */
448 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
449 {
450         return &rsp->node[0];
451 }
452
453 /*
454  * Is there any need for future grace periods?
455  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
456  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
457  */
458 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
459 {
460         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
461         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
462         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
463
464         return ACCESS_ONCE(*fp);
465 }
466
467 /*
468  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
469  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
470  * normal callback registry.
471  */
472 static int
473 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
474 {
475         int i;
476
477         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
478                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
479         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
480                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
481         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
482                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
483         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
484                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
485         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
486                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
487                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
488                                  rdp->nxtcompleted[i]))
489                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
490         return 0; /* No grace period needed. */
491 }
492
493 /*
494  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
495  *
496  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
497  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
498  * The caller must have disabled interrupts.
499  */
500 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
501 {
502         struct rcu_state *rsp;
503         struct rcu_data *rdp;
504         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
505
506         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
507         if (!user && !is_idle_task(current)) {
508                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
509                         idle_task(smp_processor_id());
510
511                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
512                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
513                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
514                           current->pid, current->comm,
515                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
516         }
517         for_each_rcu_flavor(rsp) {
518                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
519                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
520         }
521         rcu_prepare_for_idle();
522         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
523         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
524         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
525         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
526         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
527         rcu_dynticks_task_enter();
528
529         /*
530          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
531          * in an RCU read-side critical section.
532          */
533         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
534                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
535         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
536                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
537         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
538                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
539 }
540
541 /*
542  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
543  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
544  */
545 static void rcu_eqs_enter(bool user)
546 {
547         long long oldval;
548         struct rcu_dynticks *rdtp;
549
550         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
551         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
552         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
553         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
554                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
555                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
556         } else {
557                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
558         }
559 }
560
561 /**
562  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
563  *
564  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
565  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
566  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
567  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
568  *
569  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
570  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
571  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
572  */
573 void rcu_idle_enter(void)
574 {
575         unsigned long flags;
576
577         local_irq_save(flags);
578         rcu_eqs_enter(false);
579         rcu_sysidle_enter(0);
580         local_irq_restore(flags);
581 }
582 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
583
584 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
585 /**
586  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
587  *
588  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
589  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
590  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
591  * when the CPU runs in userspace.
592  */
593 void rcu_user_enter(void)
594 {
595         rcu_eqs_enter(1);
596 }
597 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
598
599 /**
600  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
601  *
602  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
603  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
604  * sections can occur.
605  *
606  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
607  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
608  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
609  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
610  *
611  * Use things like work queues to work around this limitation.
612  *
613  * You have been warned.
614  */
615 void rcu_irq_exit(void)
616 {
617         unsigned long flags;
618         long long oldval;
619         struct rcu_dynticks *rdtp;
620
621         local_irq_save(flags);
622         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
623         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
624         rdtp->dynticks_nesting--;
625         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
626         if (rdtp->dynticks_nesting)
627                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
628         else
629                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
630         rcu_sysidle_enter(1);
631         local_irq_restore(flags);
632 }
633
634 /*
635  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
636  *
637  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
638  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
639  * The caller must have disabled interrupts.
640  */
641 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
642 {
643         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
644
645         rcu_dynticks_task_exit();
646         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
647         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
648         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
649         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
650         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
651         rcu_cleanup_after_idle();
652         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
653         if (!user && !is_idle_task(current)) {
654                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
655                         idle_task(smp_processor_id());
656
657                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
658                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
659                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
660                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
661                           current->pid, current->comm,
662                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
663         }
664 }
665
666 /*
667  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
668  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
669  */
670 static void rcu_eqs_exit(bool user)
671 {
672         struct rcu_dynticks *rdtp;
673         long long oldval;
674
675         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
676         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
677         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
678         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
679                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
680         } else {
681                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
682                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
683         }
684 }
685
686 /**
687  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
688  *
689  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
690  * read-side critical sections can occur.
691  *
692  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
693  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
694  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
695  * now starting.
696  */
697 void rcu_idle_exit(void)
698 {
699         unsigned long flags;
700
701         local_irq_save(flags);
702         rcu_eqs_exit(false);
703         rcu_sysidle_exit(0);
704         local_irq_restore(flags);
705 }
706 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
707
708 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
709 /**
710  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
711  *
712  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
713  * run a RCU read side critical section anytime.
714  */
715 void rcu_user_exit(void)
716 {
717         rcu_eqs_exit(1);
718 }
719 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
720
721 /**
722  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
723  *
724  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
725  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
726  * sections can occur.
727  *
728  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
729  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
730  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
731  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
732  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
733  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
734  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
735  *
736  * Use things like work queues to work around this limitation.
737  *
738  * You have been warned.
739  */
740 void rcu_irq_enter(void)
741 {
742         unsigned long flags;
743         struct rcu_dynticks *rdtp;
744         long long oldval;
745
746         local_irq_save(flags);
747         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
748         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
749         rdtp->dynticks_nesting++;
750         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
751         if (oldval)
752                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
753         else
754                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
755         rcu_sysidle_exit(1);
756         local_irq_restore(flags);
757 }
758
759 /**
760  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
761  *
762  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
763  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
764  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
765  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
766  * run out of stack space first.)
767  */
768 void rcu_nmi_enter(void)
769 {
770         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
771         int incby = 2;
772
773         /* Complain about underflow. */
774         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
775
776         /*
777          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
778          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
779          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
780          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
781          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
782          * period (observation due to Andy Lutomirski).
783          */
784         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
785                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
786                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
787                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
788                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
789                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
790                 incby = 1;
791         }
792         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
793         barrier();
794 }
795
796 /**
797  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
798  *
799  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
800  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
801  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
802  * being RCU-idle.
803  */
804 void rcu_nmi_exit(void)
805 {
806         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
807
808         /*
809          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
810          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
811          * to us!)
812          */
813         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
814         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
815
816         /*
817          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
818          * leave it in non-RCU-idle state.
819          */
820         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
821                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
822                 return;
823         }
824
825         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
826         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
827         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
828         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
829         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
830         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
831         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
832 }
833
834 /**
835  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
836  *
837  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
838  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
839  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
840  * least disabled preemption.
841  */
842 bool notrace __rcu_is_watching(void)
843 {
844         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
845 }
846
847 /**
848  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
849  *
850  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
851  * or NMI handler, return true.
852  */
853 bool notrace rcu_is_watching(void)
854 {
855         bool ret;
856
857         preempt_disable();
858         ret = __rcu_is_watching();
859         preempt_enable();
860         return ret;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
863
864 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
865
866 /*
867  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
868  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
869  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
870  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
871  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
872  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
873  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
874  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
875  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
876  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
877  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
878  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
879  * notifiers.
880  *
881  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
882  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
883  *
884  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
885  * errors from NMI handlers anyway.
886  */
887 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
888 {
889         struct rcu_data *rdp;
890         struct rcu_node *rnp;
891         bool ret;
892
893         if (in_nmi())
894                 return true;
895         preempt_disable();
896         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
897         rnp = rdp->mynode;
898         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
899               !rcu_scheduler_fully_active;
900         preempt_enable();
901         return ret;
902 }
903 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
904
905 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
906
907 /**
908  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
909  *
910  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
911  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
912  * disabled preemption.
913  */
914 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
915 {
916         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
917 }
918
919 /*
920  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
921  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
922  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
923  */
924 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
925                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
926 {
927         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
928         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
929         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
930                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
931                 return 1;
932         } else {
933                 return 0;
934         }
935 }
936
937 /*
938  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
939  * that context switches can allow the state machine to make progress.
940  */
941 extern void resched_cpu(int cpu);
942
943 /*
944  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
945  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
946  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
947  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
948  */
949 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
950                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
951 {
952         unsigned int curr;
953         int *rcrmp;
954         unsigned int snap;
955
956         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
957         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
958
959         /*
960          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
961          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
962          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
963          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
964          * read-side critical section that started before the beginning
965          * of the current RCU grace period.
966          */
967         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
968                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
969                 rdp->dynticks_fqs++;
970                 return 1;
971         }
972
973         /*
974          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
975          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
976          * state: If we see it offline even once, it has been through a
977          * quiescent state.
978          *
979          * The reason for insisting that the grace period be at least
980          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
981          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
982          * sections.
983          */
984         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
985                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
986         barrier();
987         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
988                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
989                 rdp->offline_fqs++;
990                 return 1;
991         }
992
993         /*
994          * A CPU running for an extended time within the kernel can
995          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
996          * even context-switching back and forth between a pair of
997          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
998          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
999          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1000          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1001          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1002          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1003          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1004          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1005          * there are at most four threads involved, and because the
1006          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1007          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1008          * quite low.
1009          *
1010          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1011          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1012          * warning delay.
1013          */
1014         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1015         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1016                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1017             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1018                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1019                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
1020                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
1021                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1022                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
1023                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
1024                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1025                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1026                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1027                         /* Time to beat on that CPU again! */
1028                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1029                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1030                 }
1031         }
1032
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1037 {
1038         unsigned long j = jiffies;
1039         unsigned long j1;
1040
1041         rsp->gp_start = j;
1042         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1043         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1044         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1045         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1050  */
1051 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1052 {
1053         int cpu;
1054         unsigned long flags;
1055         struct rcu_node *rnp;
1056
1057         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1058                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1059                 if (rnp->qsmask != 0) {
1060                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1061                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1062                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1063                 }
1064                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1065         }
1066 }
1067
1068 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1069 {
1070         int cpu;
1071         long delta;
1072         unsigned long flags;
1073         int ndetected = 0;
1074         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1075         long totqlen = 0;
1076
1077         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1078
1079         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1080         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1081         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1082                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1083                 return;
1084         }
1085         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1086         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1087
1088         /*
1089          * OK, time to rat on our buddy...
1090          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1091          * RCU CPU stall warnings.
1092          */
1093         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1094                rsp->name);
1095         print_cpu_stall_info_begin();
1096         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1097                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1098                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1099                 if (rnp->qsmask != 0) {
1100                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1101                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1102                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1103                                                              rnp->grplo + cpu);
1104                                         ndetected++;
1105                                 }
1106                 }
1107                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1108         }
1109
1110         /*
1111          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1112          * due to CPU offlining.
1113          */
1114         rnp = rcu_get_root(rsp);
1115         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1116         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1117         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1118
1119         print_cpu_stall_info_end();
1120         for_each_possible_cpu(cpu)
1121                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1122         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1123                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1124                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1125         if (ndetected == 0)
1126                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1127         else
1128                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1129
1130         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1131
1132         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1133
1134         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1135 }
1136
1137 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1138 {
1139         int cpu;
1140         unsigned long flags;
1141         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1142         long totqlen = 0;
1143
1144         /*
1145          * OK, time to rat on ourselves...
1146          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1147          * RCU CPU stall warnings.
1148          */
1149         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1150         print_cpu_stall_info_begin();
1151         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1152         print_cpu_stall_info_end();
1153         for_each_possible_cpu(cpu)
1154                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1155         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1156                 jiffies - rsp->gp_start,
1157                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1158         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1159
1160         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1161         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1162                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1163                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1164         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1165
1166         /*
1167          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1168          *
1169          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1170          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1171          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1172          */
1173         resched_cpu(smp_processor_id());
1174 }
1175
1176 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1177 {
1178         unsigned long completed;
1179         unsigned long gpnum;
1180         unsigned long gps;
1181         unsigned long j;
1182         unsigned long js;
1183         struct rcu_node *rnp;
1184
1185         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1186                 return;
1187         j = jiffies;
1188
1189         /*
1190          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1191          *
1192          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1193          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1194          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1195          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1196          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1197          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1198          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1199          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1200          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1201          * from rsp->gpnum.
1202          *
1203          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1204          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1205          */
1206         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1207         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1208         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1209         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1210         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1211         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1212         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1213         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1214             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1215             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1216                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1217         rnp = rdp->mynode;
1218         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1219             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1220
1221                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1222                 print_cpu_stall(rsp);
1223
1224         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1225                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1226
1227                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1228                 print_other_cpu_stall(rsp);
1229         }
1230 }
1231
1232 /**
1233  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1234  *
1235  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1236  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1237  * RCU grace periods.
1238  *
1239  * The caller must disable hard irqs.
1240  */
1241 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1242 {
1243         struct rcu_state *rsp;
1244
1245         for_each_rcu_flavor(rsp)
1246                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1251  */
1252 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1253 {
1254         int i;
1255
1256         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1257                 return;
1258         rdp->nxtlist = NULL;
1259         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1260                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1265  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1266  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1267  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1268  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1269  *
1270  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1271  */
1272 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1273                                        struct rcu_node *rnp)
1274 {
1275         /*
1276          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1277          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1278          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1279          * period might have started, but just not yet gotten around
1280          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1281          */
1282         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1283                 return rnp->completed + 1;
1284
1285         /*
1286          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1287          * then the subsequent full grace period.
1288          */
1289         return rnp->completed + 2;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1294  * rcu_nocb_wait_gp().
1295  */
1296 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1297                                 unsigned long c, const char *s)
1298 {
1299         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1300                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1301                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1306  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1307  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1308  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1309  *
1310  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1311  */
1312 static bool __maybe_unused
1313 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1314                     unsigned long *c_out)
1315 {
1316         unsigned long c;
1317         int i;
1318         bool ret = false;
1319         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1320
1321         /*
1322          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1323          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1324          */
1325         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1326         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1327         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1328                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1329                 goto out;
1330         }
1331
1332         /*
1333          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1334          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1335          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1336          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1337          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1338          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1339          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1340          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1341          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1342          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1343          * doing some extra useless work.
1344          */
1345         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1346             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1347                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1348                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         /*
1353          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1354          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1355          * start one (if needed).
1356          */
1357         if (rnp != rnp_root) {
1358                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1359                 smp_mb__after_unlock_lock();
1360         }
1361
1362         /*
1363          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1364          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1365          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1366          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1367          */
1368         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1369         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1370                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1371                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1372
1373         /*
1374          * If the needed for the required grace period is already
1375          * recorded, trace and leave.
1376          */
1377         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1378                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1379                 goto unlock_out;
1380         }
1381
1382         /* Record the need for the future grace period. */
1383         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1384
1385         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1386         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1387                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1388         } else {
1389                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1390                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1391         }
1392 unlock_out:
1393         if (rnp != rnp_root)
1394                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1395 out:
1396         if (c_out != NULL)
1397                 *c_out = c;
1398         return ret;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1403  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1404  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1405  * waiting for this grace period to complete.
1406  */
1407 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1408 {
1409         int c = rnp->completed;
1410         int needmore;
1411         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1412
1413         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1414         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1415         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1416         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1417                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1418         return needmore;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1423  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1424  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1425  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1426  * a kthread that has not yet been created.
1427  */
1428 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1429 {
1430         if (current == rsp->gp_kthread ||
1431             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1432             !rsp->gp_kthread)
1433                 return;
1434         wake_up(&rsp->gp_wq);
1435 }
1436
1437 /*
1438  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1439  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1440  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1441  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1442  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1443  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1444  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1445  * awaken the RCU grace-period kthread.
1446  *
1447  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1448  */
1449 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1450                                struct rcu_data *rdp)
1451 {
1452         unsigned long c;
1453         int i;
1454         bool ret;
1455
1456         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1457         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1458                 return false;
1459
1460         /*
1461          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1462          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1463          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1464          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1465          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1466          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1467          *
1468          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1469          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1470          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1471          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1472          * been assigned a ->completed number.
1473          */
1474         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1475         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1476                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1477                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1478                         break;
1479
1480         /*
1481          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1482          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1483          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1484          * be grouped into.
1485          */
1486         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1487                 return false;
1488
1489         /*
1490          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1491          * full grace period and group them all in the sublist initially
1492          * indexed by "i".
1493          */
1494         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1495                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1496                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1497         }
1498         /* Record any needed additional grace periods. */
1499         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1500
1501         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1502         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1503                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1504         else
1505                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1506         return ret;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1511  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1512  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1513  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1514  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1515  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1516  *
1517  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1518  */
1519 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1520                             struct rcu_data *rdp)
1521 {
1522         int i, j;
1523
1524         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1525         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1526                 return false;
1527
1528         /*
1529          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1530          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1531          */
1532         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1533                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1534                         break;
1535                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1536         }
1537         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1538         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1539                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1540
1541         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1542         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1543                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1544                         break;
1545                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1546                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1547         }
1548
1549         /* Classify any remaining callbacks. */
1550         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1555  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1556  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1557  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1558  */
1559 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1560                               struct rcu_data *rdp)
1561 {
1562         bool ret;
1563
1564         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1565         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1566
1567                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1568                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1569
1570         } else {
1571
1572                 /* Advance callbacks. */
1573                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1574
1575                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1576                 rdp->completed = rnp->completed;
1577                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1578         }
1579
1580         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1581                 /*
1582                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1583                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1584                  * go looking for one.
1585                  */
1586                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1587                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1588                 rdp->passed_quiesce = 0;
1589                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1590                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1591         }
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1596 {
1597         unsigned long flags;
1598         bool needwake;
1599         struct rcu_node *rnp;
1600
1601         local_irq_save(flags);
1602         rnp = rdp->mynode;
1603         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1604              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1605             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1606                 local_irq_restore(flags);
1607                 return;
1608         }
1609         smp_mb__after_unlock_lock();
1610         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1611         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1612         if (needwake)
1613                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1618  */
1619 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1620 {
1621         struct rcu_data *rdp;
1622         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1623
1624         rcu_bind_gp_kthread();
1625         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1626         smp_mb__after_unlock_lock();
1627         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1628                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1629                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1630                 return 0;
1631         }
1632         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1633
1634         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1635                 /*
1636                  * Grace period already in progress, don't start another.
1637                  * Not supposed to be able to happen.
1638                  */
1639                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1640                 return 0;
1641         }
1642
1643         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1644         record_gp_stall_check_time(rsp);
1645         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1646         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1647         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1648         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1649
1650         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1651         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1652         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1653
1654         /*
1655          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1656          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1657          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1658          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1659          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1660          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1661          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1662          * CPU-hotplug operations.
1663          *
1664          * The grace period cannot complete until the initialization
1665          * process finishes, because this kthread handles both.
1666          */
1667         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1668                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1669                 smp_mb__after_unlock_lock();
1670                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1671                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1672                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1673                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1674                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1675                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1676                 if (rnp == rdp->mynode)
1677                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1678                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1679                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1680                                             rnp->level, rnp->grplo,
1681                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1682                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1683                 cond_resched_rcu_qs();
1684         }
1685
1686         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1687         return 1;
1688 }
1689
1690 /*
1691  * Do one round of quiescent-state forcing.
1692  */
1693 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1694 {
1695         int fqs_state = fqs_state_in;
1696         bool isidle = false;
1697         unsigned long maxj;
1698         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1699
1700         rsp->n_force_qs++;
1701         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1702                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1703                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1704                         isidle = true;
1705                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1706                 }
1707                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1708                              &isidle, &maxj);
1709                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1710                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1711         } else {
1712                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1713                 isidle = false;
1714                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1715         }
1716         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1717         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1718                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1719                 smp_mb__after_unlock_lock();
1720                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1721                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1722                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1723         }
1724         return fqs_state;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Clean up after the old grace period.
1729  */
1730 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1731 {
1732         unsigned long gp_duration;
1733         bool needgp = false;
1734         int nocb = 0;
1735         struct rcu_data *rdp;
1736         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1737
1738         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1739         smp_mb__after_unlock_lock();
1740         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1741         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1742                 rsp->gp_max = gp_duration;
1743
1744         /*
1745          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1746          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1747          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1748          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1749          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1750          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1751          */
1752         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1753
1754         /*
1755          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1756          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1757          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1758          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1759          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1760          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1761          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1762          */
1763         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1764                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1765                 smp_mb__after_unlock_lock();
1766                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1767                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1768                 if (rnp == rdp->mynode)
1769                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1770                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1771                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1772                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1773                 cond_resched_rcu_qs();
1774         }
1775         rnp = rcu_get_root(rsp);
1776         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1777         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1778         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1779
1780         /* Declare grace period done. */
1781         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1782         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1783         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1784         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1785         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1786         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1787         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1788                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1789                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1790                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1791                                        TPS("newreq"));
1792         }
1793         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Body of kthread that handles grace periods.
1798  */
1799 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1800 {
1801         int fqs_state;
1802         int gf;
1803         unsigned long j;
1804         int ret;
1805         struct rcu_state *rsp = arg;
1806         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1807
1808         for (;;) {
1809
1810                 /* Handle grace-period start. */
1811                 for (;;) {
1812                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1813                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1814                                                TPS("reqwait"));
1815                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1816                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1817                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1818                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1819                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1820                         if (rcu_gp_init(rsp))
1821                                 break;
1822                         cond_resched_rcu_qs();
1823                         WARN_ON(signal_pending(current));
1824                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1825                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1826                                                TPS("reqwaitsig"));
1827                 }
1828
1829                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1830                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1831                 j = jiffies_till_first_fqs;
1832                 if (j > HZ) {
1833                         j = HZ;
1834                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1835                 }
1836                 ret = 0;
1837                 for (;;) {
1838                         if (!ret)
1839                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1840                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1841                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1842                                                TPS("fqswait"));
1843                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1844                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1845                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1846                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1847                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1848                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1849                                         j);
1850                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1851                         /* If grace period done, leave loop. */
1852                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1853                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1854                                 break;
1855                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1856                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1857                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1858                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1859                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1860                                                        TPS("fqsstart"));
1861                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1862                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1863                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1864                                                        TPS("fqsend"));
1865                                 cond_resched_rcu_qs();
1866                         } else {
1867                                 /* Deal with stray signal. */
1868                                 cond_resched_rcu_qs();
1869                                 WARN_ON(signal_pending(current));
1870                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1871                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1872                                                        TPS("fqswaitsig"));
1873                         }
1874                         j = jiffies_till_next_fqs;
1875                         if (j > HZ) {
1876                                 j = HZ;
1877                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1878                         } else if (j < 1) {
1879                                 j = 1;
1880                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1881                         }
1882                 }
1883
1884                 /* Handle grace-period end. */
1885                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1886         }
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1891  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1892  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1893  *
1894  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1895  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1896  * quiescent state.
1897  *
1898  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1899  */
1900 static bool
1901 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1902                       struct rcu_data *rdp)
1903 {
1904         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1905                 /*
1906                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1907                  * task, this CPU does not need another grace period,
1908                  * or a grace period is already in progress.
1909                  * Either way, don't start a new grace period.
1910                  */
1911                 return false;
1912         }
1913         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1914         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1915                                TPS("newreq"));
1916
1917         /*
1918          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1919          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1920          * the wakeup to our caller.
1921          */
1922         return true;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1927  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1928  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1929  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1930  * that is encountered beforehand.
1931  *
1932  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1933  */
1934 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1935 {
1936         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1937         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1938         bool ret = false;
1939
1940         /*
1941          * If there is no grace period in progress right now, any
1942          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1943          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1944          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1945          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1946          * then start the grace period!
1947          */
1948         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1949         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1950         return ret;
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1955  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1956  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1957  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1958  * is released before return.
1959  */
1960 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1961         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1962 {
1963         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1964         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1965         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1970  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1971  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1972  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1973  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1974  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1975  */
1976 static void
1977 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1978                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1979         __releases(rnp->lock)
1980 {
1981         struct rcu_node *rnp_c;
1982
1983         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1984         for (;;) {
1985                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1986
1987                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1988                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1989                         return;
1990                 }
1991                 rnp->qsmask &= ~mask;
1992                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1993                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1994                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1995                                                  !!rnp->gp_tasks);
1996                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1997
1998                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1999                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2000                         return;
2001                 }
2002                 mask = rnp->grpmask;
2003                 if (rnp->parent == NULL) {
2004
2005                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2006
2007                         break;
2008                 }
2009                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2010                 rnp_c = rnp;
2011                 rnp = rnp->parent;
2012                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2013                 smp_mb__after_unlock_lock();
2014                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
2015         }
2016
2017         /*
2018          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2019          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2020          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2021          */
2022         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2027  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2028  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2029  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2030  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2031  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2032  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2033  */
2034 static void
2035 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2036 {
2037         unsigned long flags;
2038         unsigned long mask;
2039         bool needwake;
2040         struct rcu_node *rnp;
2041
2042         rnp = rdp->mynode;
2043         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2044         smp_mb__after_unlock_lock();
2045         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2046             rnp->completed == rnp->gpnum) {
2047
2048                 /*
2049                  * The grace period in which this quiescent state was
2050                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2051                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2052                  * within the current grace period.
2053                  */
2054                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2055                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2056                 return;
2057         }
2058         mask = rdp->grpmask;
2059         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2060                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2061         } else {
2062                 rdp->qs_pending = 0;
2063
2064                 /*
2065                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2066                  * callbacks can be processed during the next GP.
2067                  */
2068                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2069
2070                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2071                 if (needwake)
2072                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2073         }
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2078  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2079  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2080  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2081  */
2082 static void
2083 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2084 {
2085         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2086         note_gp_changes(rsp, rdp);
2087
2088         /*
2089          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2090          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2091          */
2092         if (!rdp->qs_pending)
2093                 return;
2094
2095         /*
2096          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2097          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2098          */
2099         if (!rdp->passed_quiesce)
2100                 return;
2101
2102         /*
2103          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2104          * judge of that).
2105          */
2106         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2107 }
2108
2109 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2110
2111 /*
2112  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2113  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2114  * ->orphan_lock.
2115  */
2116 static void
2117 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2118                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2119 {
2120         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2121         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2122                 return;
2123
2124         /*
2125          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2126          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2127          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2128          */
2129         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2130                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2131                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2132                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2133                 rdp->qlen_lazy = 0;
2134                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2135         }
2136
2137         /*
2138          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2139          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2140          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2141          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2142          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2143          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2144          * we just reset the whole thing later on.
2145          */
2146         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2147                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2148                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2149                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2150         }
2151
2152         /*
2153          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2154          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2155          * required to pass though another grace period: They are done.
2156          */
2157         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2158                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2159                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2160         }
2161
2162         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2163         init_callback_list(rdp);
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2168  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2169  */
2170 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2171 {
2172         int i;
2173         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2174
2175         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2176         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2177                 return;
2178
2179         /* Do the accounting first. */
2180         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2181         rdp->qlen += rsp->qlen;
2182         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2183         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2184                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2185         rsp->qlen_lazy = 0;
2186         rsp->qlen = 0;
2187
2188         /*
2189          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2190          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2191          * we are the task doing the rcu_barrier().
2192          */
2193
2194         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2195         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2196                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2197                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2198                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2199                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2200                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2201                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2202                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2203         }
2204
2205         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2206         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2207                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2208                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2209                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2210                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2211         }
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2216  */
2217 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2218 {
2219         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2220         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2221         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2222
2223         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2224         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2225                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2226                                TPS("cpuofl"));
2227 }
2228
2229 /*
2230  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2231  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2232  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2233  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2234  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2235  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2236  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2237  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2238  * updated
2239  *
2240  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2241  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2242  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2243  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2244  * invoke it again.
2245  */
2246 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2247 {
2248         long mask;
2249         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2250
2251         if (rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2252                 return;
2253         for (;;) {
2254                 mask = rnp->grpmask;
2255                 rnp = rnp->parent;
2256                 if (!rnp)
2257                         break;
2258                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2259                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2260                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2261                 if (rnp->qsmaskinit) {
2262                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2263                         return;
2264                 }
2265                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2266         }
2267 }
2268
2269 /*
2270  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2271  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2272  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2273  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2274  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2275  */
2276 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2277 {
2278         unsigned long flags;
2279         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2280         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2281
2282         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2283         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2284
2285         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2286         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2287         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2288
2289         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2290         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2291         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2292         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2293
2294         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2295         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2296         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2297         rnp->qsmaskinit &= ~rdp->grpmask;
2298         if (rnp->qsmaskinit == 0 && !rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2299                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2300         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2301         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2302                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2303                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2304         init_callback_list(rdp);
2305         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2306         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2307         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2308 }
2309
2310 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2311
2312 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2313 {
2314 }
2315
2316 static void __maybe_unused rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2317 {
2318 }
2319
2320 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2321 {
2322 }
2323
2324 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2325
2326 /*
2327  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2328  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2329  */
2330 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2331 {
2332         unsigned long flags;
2333         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2334         long bl, count, count_lazy;
2335         int i;
2336
2337         /* If no callbacks are ready, just return. */
2338         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2339                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2340                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2341                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2342                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2343                 return;
2344         }
2345
2346         /*
2347          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2348          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2349          */
2350         local_irq_save(flags);
2351         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2352         bl = rdp->blimit;
2353         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2354         list = rdp->nxtlist;
2355         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2356         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2357         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2358         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2359                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2360                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2361         local_irq_restore(flags);
2362
2363         /* Invoke callbacks. */
2364         count = count_lazy = 0;
2365         while (list) {
2366                 next = list->next;
2367                 prefetch(next);
2368                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2369                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2370                         count_lazy++;
2371                 list = next;
2372                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2373                 if (++count >= bl &&
2374                     (need_resched() ||
2375                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2376                         break;
2377         }
2378
2379         local_irq_save(flags);
2380         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2381                             is_idle_task(current),
2382                             rcu_is_callbacks_kthread());
2383
2384         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2385         if (list != NULL) {
2386                 *tail = rdp->nxtlist;
2387                 rdp->nxtlist = list;
2388                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2389                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2390                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2391                         else
2392                                 break;
2393         }
2394         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2395         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2396         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2397         rdp->n_cbs_invoked += count;
2398
2399         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2400         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2401                 rdp->blimit = blimit;
2402
2403         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2404         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2405                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2406                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2407         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2408                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2409         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2410
2411         local_irq_restore(flags);
2412
2413         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2414         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2415                 invoke_rcu_core();
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2420  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2421  * Also schedule RCU core processing.
2422  *
2423  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2424  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2425  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2426  */
2427 void rcu_check_callbacks(int user)
2428 {
2429         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2430         increment_cpu_stall_ticks();
2431         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2432
2433                 /*
2434                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2435                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2436                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2437                  * a quiescent state, so note it.
2438                  *
2439                  * No memory barrier is required here because both
2440                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2441                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2442                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2443                  */
2444
2445                 rcu_sched_qs();
2446                 rcu_bh_qs();
2447
2448         } else if (!in_softirq()) {
2449
2450                 /*
2451                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2452                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2453                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2454                  * critical section, so note it.
2455                  */
2456
2457                 rcu_bh_qs();
2458         }
2459         rcu_preempt_check_callbacks();
2460         if (rcu_pending())
2461                 invoke_rcu_core();
2462         if (user)
2463                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2464         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2469  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2470  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2471  *
2472  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2473  */
2474 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2475                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2476                                   unsigned long *maxj),
2477                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2478 {
2479         unsigned long bit;
2480         int cpu;
2481         unsigned long flags;
2482         unsigned long mask;
2483         struct rcu_node *rnp;
2484
2485         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2486                 cond_resched_rcu_qs();
2487                 mask = 0;
2488                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2489                 smp_mb__after_unlock_lock();
2490                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2491                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2492                         return;
2493                 }
2494                 if (rnp->qsmask == 0) {
2495                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2496                         continue;
2497                 }
2498                 cpu = rnp->grplo;
2499                 bit = 1;
2500                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2501                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2502                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2503                                         *isidle = false;
2504                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2505                                         mask |= bit;
2506                         }
2507                 }
2508                 if (mask != 0) {
2509
2510                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2511                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2512                         continue;
2513                 }
2514                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2515         }
2516         rnp = rcu_get_root(rsp);
2517         if (rnp->qsmask == 0) {
2518                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2519                 smp_mb__after_unlock_lock();
2520                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2521         }
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2526  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2527  */
2528 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2529 {
2530         unsigned long flags;
2531         bool ret;
2532         struct rcu_node *rnp;
2533         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2534
2535         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2536         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2537         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2538                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2539                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2540                 if (rnp_old != NULL)
2541                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2542                 if (ret) {
2543                         rsp->n_force_qs_lh++;
2544                         return;
2545                 }
2546                 rnp_old = rnp;
2547         }
2548         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2549
2550         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2551         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2552         smp_mb__after_unlock_lock();
2553         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2554         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2555                 rsp->n_force_qs_lh++;
2556                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2557                 return;  /* Someone beat us to it. */
2558         }
2559         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2560                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2561         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2562         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2567  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2568  * whom the rdp belongs.
2569  */
2570 static void
2571 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2572 {
2573         unsigned long flags;
2574         bool needwake;
2575         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2576
2577         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2578
2579         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2580         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2581
2582         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2583         local_irq_save(flags);
2584         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2585                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2586                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2587                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2588                 if (needwake)
2589                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2590         } else {
2591                 local_irq_restore(flags);
2592         }
2593
2594         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2595         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2596                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2597
2598         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2599         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Do RCU core processing for the current CPU.
2604  */
2605 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2606 {
2607         struct rcu_state *rsp;
2608
2609         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2610                 return;
2611         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2612         for_each_rcu_flavor(rsp)
2613                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2614         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2619  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2620  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2621  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2622  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2623  */
2624 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2625 {
2626         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2627                 return;
2628         if (likely(!rsp->boost)) {
2629                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2630                 return;
2631         }
2632         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2633 }
2634
2635 static void invoke_rcu_core(void)
2636 {
2637         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2638                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2643  */
2644 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2645                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2646 {
2647         bool needwake;
2648
2649         /*
2650          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2651          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2652          */
2653         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2654                 invoke_rcu_core();
2655
2656         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2657         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2658                 return;
2659
2660         /*
2661          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2662          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2663          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2664          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2665          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2666          */
2667         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2668
2669                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2670                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2671
2672                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2673                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2674                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2675
2676                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2677                         smp_mb__after_unlock_lock();
2678                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2679                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2680                         if (needwake)
2681                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2682                 } else {
2683                         /* Give the grace period a kick. */
2684                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2685                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2686                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2687                                 force_quiescent_state(rsp);
2688                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2689                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2690                 }
2691         }
2692 }
2693
2694 /*
2695  * RCU callback function to leak a callback.
2696  */
2697 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2698 {
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2703  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2704  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2705  * is expected to specify a CPU.
2706  */
2707 static void
2708 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2709            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2710 {
2711         unsigned long flags;
2712         struct rcu_data *rdp;
2713
2714         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2715         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2716                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2717                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2718                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2719                 return;
2720         }
2721         head->func = func;
2722         head->next = NULL;
2723
2724         /*
2725          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2726          * Note that we might see a beginning right after we see an
2727          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2728          * a quiescent state betweentimes.
2729          */
2730         local_irq_save(flags);
2731         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2732
2733         /* Add the callback to our list. */
2734         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2735                 int offline;
2736
2737                 if (cpu != -1)
2738                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2739                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2740                 WARN_ON_ONCE(offline);
2741                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2742                 local_irq_restore(flags);
2743                 return;
2744         }
2745         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
2746         if (lazy)
2747                 rdp->qlen_lazy++;
2748         else
2749                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2750         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2751         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2752         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2753
2754         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2755                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2756                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2757         else
2758                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2759
2760         /* Go handle any RCU core processing required. */
2761         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2762         local_irq_restore(flags);
2763 }
2764
2765 /*
2766  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2767  */
2768 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2769 {
2770         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2771 }
2772 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2773
2774 /*
2775  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2776  */
2777 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2778 {
2779         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2780 }
2781 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2782
2783 /*
2784  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2785  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2786  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2787  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2788  * function may only be called from __kfree_rcu().
2789  */
2790 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2791                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2792 {
2793         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2794 }
2795 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2796
2797 /*
2798  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2799  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2800  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2801  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2802  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2803  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2804  * some overhead: RCU still operates correctly.
2805  */
2806 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2807 {
2808         int ret;
2809
2810         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2811         preempt_disable();
2812         ret = num_online_cpus() <= 1;
2813         preempt_enable();
2814         return ret;
2815 }
2816
2817 /**
2818  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2819  *
2820  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2821  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2822  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2823  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2824  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2825  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2826  * rcu_read_lock_sched().
2827  *
2828  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2829  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2830  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2831  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2832  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2833  *
2834  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2835  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2836  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2837  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2838  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2839  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2840  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2841  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2842  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2843  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2844  * that are executing in the kernel.
2845  *
2846  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2847  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2848  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2849  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2850  * again only if the system has more than one CPU).
2851  *
2852  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2853  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2854  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2855  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2856  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2857  */
2858 void synchronize_sched(void)
2859 {
2860         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2861                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2862                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2863                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2864         if (rcu_blocking_is_gp())
2865                 return;
2866         if (rcu_expedited)
2867                 synchronize_sched_expedited();
2868         else
2869                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2870 }
2871 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2872
2873 /**
2874  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2875  *
2876  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2877  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2878  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2879  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2880  * and may be nested.
2881  *
2882  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2883  * on memory ordering guarantees.
2884  */
2885 void synchronize_rcu_bh(void)
2886 {
2887         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2888                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2889                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2890                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2891         if (rcu_blocking_is_gp())
2892                 return;
2893         if (rcu_expedited)
2894                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2895         else
2896                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2897 }
2898 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2899
2900 /**
2901  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2902  *
2903  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2904  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2905  * meantime.
2906  */
2907 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2908 {
2909         /*
2910          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2911          * before the load from ->gpnum.
2912          */
2913         smp_mb();  /* ^^^ */
2914
2915         /*
2916          * Make sure this load happens before the purportedly
2917          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2918          * and cond_synchronize_rcu().
2919          */
2920         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2921 }
2922 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2923
2924 /**
2925  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2926  *
2927  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2928  *
2929  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2930  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2931  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2932  *
2933  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2934  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2935  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2936  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2937  */
2938 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2939 {
2940         unsigned long newstate;
2941
2942         /*
2943          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2944          * actions the caller might carry out after we return.
2945          */
2946         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2947         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2948                 synchronize_rcu();
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2951
2952 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2953 {
2954         /*
2955          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2956          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2957          * time that it returns.
2958          *
2959          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2960          * above condition is already met when the control reaches
2961          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2962          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2963          * robustness against future implementation changes.
2964          */
2965         smp_mb(); /* See above comment block. */
2966         return 0;
2967 }
2968
2969 /**
2970  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2971  *
2972  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2973  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2974  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2975  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2976  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2977  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2978  * synchronize_sched() instead.
2979  *
2980  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2981  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2982  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2983  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2984  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2985  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2986  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2987  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2988  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2989  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2990  *
2991  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2992  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2993  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2994  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2995  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2996  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2997  * doing our work for us.
2998  *
2999  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
3000  */
3001 void synchronize_sched_expedited(void)
3002 {
3003         cpumask_var_t cm;
3004         bool cma = false;
3005         int cpu;
3006         long firstsnap, s, snap;
3007         int trycount = 0;
3008         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3009
3010         /*
3011          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
3012          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
3013          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
3014          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
3015          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
3016          * course be required on a 64-bit system.
3017          */
3018         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
3019                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
3020                          ULONG_MAX / 8)) {
3021                 synchronize_sched();
3022                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
3023                 return;
3024         }
3025
3026         /*
3027          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
3028          * full memory barrier.
3029          */
3030         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
3031         firstsnap = snap;
3032         if (!try_get_online_cpus()) {
3033                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
3034                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3035                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3036                 return;
3037         }
3038         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3039
3040         /* Offline CPUs, idle CPUs, and any CPU we run on are quiescent. */
3041         cma = zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL);
3042         if (cma) {
3043                 cpumask_copy(cm, cpu_online_mask);
3044                 cpumask_clear_cpu(raw_smp_processor_id(), cm);
3045                 for_each_cpu(cpu, cm) {
3046                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3047
3048                         if (!(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3049                                 cpumask_clear_cpu(cpu, cm);
3050                 }
3051                 if (cpumask_weight(cm) == 0)
3052                         goto all_cpus_idle;
3053         }
3054
3055         /*
3056          * Each pass through the following loop attempts to force a
3057          * context switch on each CPU.
3058          */
3059         while (try_stop_cpus(cma ? cm : cpu_online_mask,
3060                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3061                              NULL) == -EAGAIN) {
3062                 put_online_cpus();
3063                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3064
3065                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3066                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3067                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3068                         /* ensure test happens before caller kfree */
3069                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3070                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3071                         free_cpumask_var(cm);
3072                         return;
3073                 }
3074
3075                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3076                 if (trycount++ < 10) {
3077                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3078                 } else {
3079                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3080                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3081                         free_cpumask_var(cm);
3082                         return;
3083                 }
3084
3085                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3086                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3087                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3088                         /* ensure test happens before caller kfree */
3089                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3090                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3091                         free_cpumask_var(cm);
3092                         return;
3093                 }
3094
3095                 /*
3096                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3097                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3098                  * after they started, so our grace period works for them,
3099                  * and they started after our first try, so their grace
3100                  * period works for us.
3101                  */
3102                 if (!try_get_online_cpus()) {
3103                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3104                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3105                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3106                         free_cpumask_var(cm);
3107                         return;
3108                 }
3109                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3110                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3111         }
3112         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3113
3114 all_cpus_idle:
3115         free_cpumask_var(cm);
3116
3117         /*
3118          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3119          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3120          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3121          * than we did already did their update.
3122          */
3123         do {
3124                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3125                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3126                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3127                         /* ensure test happens before caller kfree */
3128                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3129                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3130                         break;
3131                 }
3132         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3133         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3134
3135         put_online_cpus();
3136 }
3137 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3138
3139 /*
3140  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3141  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3142  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3143  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3144  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3145  */
3146 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3147 {
3148         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3149
3150         rdp->n_rcu_pending++;
3151
3152         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3153         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3154
3155         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3156         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3157                 return 0;
3158
3159         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3160         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3161             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3162                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3163         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3164                 rdp->n_rp_report_qs++;
3165                 return 1;
3166         }
3167
3168         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3169         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3170                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3171                 return 1;
3172         }
3173
3174         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3175         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3176                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3177                 return 1;
3178         }
3179
3180         /* Has another RCU grace period completed?  */
3181         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3182                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3183                 return 1;
3184         }
3185
3186         /* Has a new RCU grace period started? */
3187         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3188                 rdp->n_rp_gp_started++;
3189                 return 1;
3190         }
3191
3192         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3193         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3194                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3195                 return 1;
3196         }
3197
3198         /* nothing to do */
3199         rdp->n_rp_need_nothing++;
3200         return 0;
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3205  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3206  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3207  */
3208 static int rcu_pending(void)
3209 {
3210         struct rcu_state *rsp;
3211
3212         for_each_rcu_flavor(rsp)
3213                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3214                         return 1;
3215         return 0;
3216 }
3217
3218 /*
3219  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3220  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3221  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3222  */
3223 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3224 {
3225         bool al = true;
3226         bool hc = false;
3227         struct rcu_data *rdp;
3228         struct rcu_state *rsp;
3229
3230         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3231                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3232                 if (!rdp->nxtlist)
3233                         continue;
3234                 hc = true;
3235                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3236                         al = false;
3237                         break;
3238                 }
3239         }
3240         if (all_lazy)
3241                 *all_lazy = al;
3242         return hc;
3243 }
3244
3245 /*
3246  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3247  * the compiler is expected to optimize this away.
3248  */
3249 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3250                                int cpu, unsigned long done)
3251 {
3252         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3253                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3254 }
3255
3256 /*
3257  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3258  * up the task executing _rcu_barrier().
3259  */
3260 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3261 {
3262         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3263         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3264
3265         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3266                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3267                 complete(&rsp->barrier_completion);
3268         } else {
3269                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3270         }
3271 }
3272
3273 /*
3274  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3275  */
3276 static void rcu_barrier_func(void *type)
3277 {
3278         struct rcu_state *rsp = type;
3279         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3280
3281         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3282         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3283         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3284 }
3285
3286 /*
3287  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3288  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3289  */
3290 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3291 {
3292         int cpu;
3293         struct rcu_data *rdp;
3294         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3295         unsigned long snap_done;
3296
3297         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3298
3299         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3300         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3301
3302         /*
3303          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3304          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3305          */
3306         smp_mb();  /* See above block comment. */
3307
3308         /*
3309          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3310          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3311          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3312          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3313          */
3314         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3315         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3316
3317         /*
3318          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3319          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3320          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3321          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3322          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3323          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3324          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3325          * this for us (thank you, Linus!).
3326          */
3327         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3328                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3329                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3330                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3331                 return;
3332         }
3333
3334         /*
3335          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3336          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3337          * the increment to precede the early-exit check.
3338          */
3339         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3340         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3341         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3342         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3343
3344         /*
3345          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3346          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3347          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3348          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3349          */
3350         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3351         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3352         get_online_cpus();
3353
3354         /*
3355          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3356          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3357          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3358          */
3359         for_each_possible_cpu(cpu) {
3360                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3361                         continue;
3362                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3363                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3364                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3365                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3366                                                    rsp->n_barrier_done);
3367                         } else {
3368                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3369                                                    rsp->n_barrier_done);
3370                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3371                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3372                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3373                         }
3374                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3375                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3376                                            rsp->n_barrier_done);
3377                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3378                 } else {
3379                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3380                                            rsp->n_barrier_done);
3381                 }
3382         }
3383         put_online_cpus();
3384
3385         /*
3386          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3387          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3388          */
3389         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3390                 complete(&rsp->barrier_completion);
3391
3392         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3393         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3394         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3395         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3396         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3397         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3398
3399         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3400         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3401
3402         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3403         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3404 }
3405
3406 /**
3407  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3408  */
3409 void rcu_barrier_bh(void)
3410 {
3411         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3414
3415 /**
3416  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3417  */
3418 void rcu_barrier_sched(void)
3419 {
3420         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3421 }
3422 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3423
3424 /*
3425  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3426  */
3427 static void __init
3428 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3429 {
3430         unsigned long flags;
3431         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3432         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3433
3434         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3435         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3436         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3437         init_callback_list(rdp);
3438         rdp->qlen_lazy = 0;
3439         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3440         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3441         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3442         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3443         rdp->cpu = cpu;
3444         rdp->rsp = rsp;
3445         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3446         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3451  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3452  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3453  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3454  */
3455 static void
3456 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3457 {
3458         unsigned long flags;
3459         unsigned long mask;
3460         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3461         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3462
3463         /* Exclude new grace periods. */
3464         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3465
3466         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3467         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3468         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3469         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3470         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3471         rdp->blimit = blimit;
3472         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3473         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3474         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3475         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3476                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3477         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3478
3479         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3480         rnp = rdp->mynode;
3481         mask = rdp->grpmask;
3482         do {
3483                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3484                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3485                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3486                 mask = rnp->grpmask;
3487                 if (rnp == rdp->mynode) {
3488                         /*
3489                          * If there is a grace period in progress, we will
3490                          * set up to wait for it next time we run the
3491                          * RCU core code.
3492                          */
3493                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3494                         rdp->completed = rnp->completed;
3495                         rdp->passed_quiesce = 0;
3496                         rdp->qs_pending = 0;
3497                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3498                 }
3499                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3500                 rnp = rnp->parent;
3501         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3502         local_irq_restore(flags);
3503
3504         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3505 }
3506
3507 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3508 {
3509         struct rcu_state *rsp;
3510
3511         for_each_rcu_flavor(rsp)
3512                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Handle CPU online/offline notification events.
3517  */
3518 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3519                                     unsigned long action, void *hcpu)
3520 {
3521         long cpu = (long)hcpu;
3522         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3523         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3524         struct rcu_state *rsp;
3525
3526         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3527         switch (action) {
3528         case CPU_UP_PREPARE:
3529         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3530                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3531                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3532                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3533                 break;
3534         case CPU_ONLINE:
3535         case CPU_DOWN_FAILED:
3536                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3537                 break;
3538         case CPU_DOWN_PREPARE:
3539                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3540                 break;
3541         case CPU_DYING:
3542         case CPU_DYING_FROZEN:
3543                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3544                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3545                 break;
3546         case CPU_DEAD:
3547         case CPU_DEAD_FROZEN:
3548         case CPU_UP_CANCELED:
3549         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3550                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
3551                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3552                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3553                 }
3554                 break;
3555         default:
3556                 break;
3557         }
3558         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3559         return NOTIFY_OK;
3560 }
3561
3562 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3563                          unsigned long action, void *hcpu)
3564 {
3565         switch (action) {
3566         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3567         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3568                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3569                         rcu_expedited = 1;
3570                 break;
3571         case PM_POST_HIBERNATION:
3572         case PM_POST_SUSPEND:
3573                 rcu_expedited = 0;
3574                 break;
3575         default:
3576                 break;
3577         }
3578         return NOTIFY_OK;
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3583  */
3584 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3585 {
3586         unsigned long flags;
3587         struct rcu_node *rnp;
3588         struct rcu_state *rsp;
3589         struct task_struct *t;
3590
3591         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3592         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3593                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3594                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3595                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3596                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3597                 rsp->gp_kthread = t;
3598                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3599         }
3600         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3601         rcu_spawn_boost_kthreads();
3602         return 0;
3603 }
3604 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3605
3606 /*
3607  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3608  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3609  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3610  * task is booting the system).  After this function is called, the
3611  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3612  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3613  */
3614 void rcu_scheduler_starting(void)
3615 {
3616         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3617         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3618         rcu_scheduler_active = 1;
3619 }
3620
3621 /*
3622  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3623  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3624  */
3625 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3626 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3627 {
3628         int i;
3629
3630         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3631         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3632                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3633 }
3634 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3635 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3636 {
3637         int ccur;
3638         int cprv;
3639         int i;
3640
3641         cprv = nr_cpu_ids;
3642         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3643                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3644                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3645                 cprv = ccur;
3646         }
3647 }
3648 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3649
3650 /*
3651  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3652  */
3653 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3654                 struct rcu_data __percpu *rda)
3655 {
3656         static const char * const buf[] = {
3657                 "rcu_node_0",
3658                 "rcu_node_1",
3659                 "rcu_node_2",
3660                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3661         static const char * const fqs[] = {
3662                 "rcu_node_fqs_0",
3663                 "rcu_node_fqs_1",
3664                 "rcu_node_fqs_2",
3665                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3666         static u8 fl_mask = 0x1;
3667         int cpustride = 1;
3668         int i;
3669         int j;
3670         struct rcu_node *rnp;
3671
3672         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3673
3674         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3675         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3676                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3677
3678         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3679
3680         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3681                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3682         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3683                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3684         rcu_init_levelspread(rsp);
3685         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3686         fl_mask <<= 1;
3687
3688         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3689
3690         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3691                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3692                 rnp = rsp->level[i];
3693                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3694                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3695                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3696                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3697                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3698                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3699                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3700                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3701                         rnp->completed = rsp->completed;
3702                         rnp->qsmask = 0;
3703                         rnp->qsmaskinit = 0;
3704                         rnp->grplo = j * cpustride;
3705                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3706                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3707                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3708                         if (i == 0) {
3709                                 rnp->grpnum = 0;
3710                                 rnp->grpmask = 0;
3711                                 rnp->parent = NULL;
3712                         } else {
3713                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3714                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3715                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3716                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3717                         }
3718                         rnp->level = i;
3719                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3720                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3721                 }
3722         }
3723
3724         rsp->rda = rda;
3725         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3726         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3727         for_each_possible_cpu(i) {
3728                 while (i > rnp->grphi)
3729                         rnp++;
3730                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3731                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3732         }
3733         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3734 }
3735
3736 /*
3737  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3738  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3739  * the ->node array in the rcu_state structure.
3740  */
3741 static void __init rcu_init_geometry(void)
3742 {
3743         ulong d;
3744         int i;
3745         int j;
3746         int n = nr_cpu_ids;
3747         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3748
3749         /*
3750          * Initialize any unspecified boot parameters.
3751          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3752          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3753          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3754          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3755          */
3756         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3757         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3758                 jiffies_till_first_fqs = d;
3759         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3760                 jiffies_till_next_fqs = d;
3761
3762         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3763         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3764             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3765                 return;
3766         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3767                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3768
3769         /*
3770          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3771          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3772          * some of the arithmetic easier.
3773          */
3774         rcu_capacity[0] = 1;
3775         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3776         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3777                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3778
3779         /*
3780          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3781          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3782          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3783          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3784          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3785          * compile-time values if these limits are exceeded.
3786          */
3787         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3788             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3789             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3790                 WARN_ON(1);
3791                 return;
3792         }
3793
3794         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3795         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3796                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3797                         for (j = 0; j <= i; j++)
3798                                 num_rcu_lvl[j] =
3799                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3800                         rcu_num_lvls = i;
3801                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3802                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3803                         break;
3804                 }
3805
3806         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3807         rcu_num_nodes = 0;
3808         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3809                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3810         rcu_num_nodes -= n;
3811 }
3812
3813 void __init rcu_init(void)
3814 {
3815         int cpu;
3816
3817         rcu_bootup_announce();
3818         rcu_init_geometry();
3819         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3820         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3821         __rcu_init_preempt();
3822         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3823
3824         /*
3825          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3826          * this is called early in boot, before either interrupts
3827          * or the scheduler are operational.
3828          */
3829         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3830         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3831         for_each_online_cpu(cpu)
3832                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3833
3834         rcu_early_boot_tests();
3835 }
3836
3837 #include "tree_plugin.h"