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