Merge remote-tracking branch 'spi/topic/tegra' into spi-next
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / rcutree.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, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
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/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79         .abbr = sabbr, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state =
83         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
85
86 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
88
89 static struct rcu_state *rcu_state;
90 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
91
92 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
93 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
94 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
95 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
96 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
97         NUM_RCU_LVL_0,
98         NUM_RCU_LVL_1,
99         NUM_RCU_LVL_2,
100         NUM_RCU_LVL_3,
101         NUM_RCU_LVL_4,
102 };
103 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
104
105 /*
106  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
107  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
108  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
110  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
111  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
112  * positives from lockdep-RCU error checking.
113  */
114 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
119  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
120  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
121  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
122  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
123  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
124  *
125  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
126  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
127  * a time.
128  */
129 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
130
131 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
132
133 /*
134  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
135  * handle all flavors of RCU.
136  */
137 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
139 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
140 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
141
142 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
143
144 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
145 static void invoke_rcu_core(void);
146 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
147
148 /*
149  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
150  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
151  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
152  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
153  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
154  * These variables enable correlating rcutorture output with the
155  * RCU tracing information.
156  */
157 unsigned long rcutorture_testseq;
158 unsigned long rcutorture_vernum;
159
160 /*
161  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
162  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
163  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
164  */
165 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
166 {
167         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
168 }
169
170 /*
171  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
172  * how many quiescent states passed, just if there was at least
173  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
174  * The caller must have disabled preemption.
175  */
176 void rcu_sched_qs(int cpu)
177 {
178         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
179
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         if (rdp->passed_quiesce == 0)
190                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
191         rdp->passed_quiesce = 1;
192 }
193
194 /*
195  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
196  * and requires special handling for preemptible RCU.
197  * The caller must have disabled preemption.
198  */
199 void rcu_note_context_switch(int cpu)
200 {
201         trace_rcu_utilization("Start context switch");
202         rcu_sched_qs(cpu);
203         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, long, 0444);
218 module_param(qhimark, long, 0444);
219 module_param(qlowmark, long, 0444);
220
221 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
222 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
223
224 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
225 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
226
227 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
228                                   struct rcu_data *rdp);
229 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
230 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
231 static int rcu_pending(int cpu);
232
233 /*
234  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
235  */
236 long rcu_batches_completed_sched(void)
237 {
238         return rcu_sched_state.completed;
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
241
242 /*
243  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
244  */
245 long rcu_batches_completed_bh(void)
246 {
247         return rcu_bh_state.completed;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
250
251 /*
252  * Force a quiescent state for RCU BH.
253  */
254 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
255 {
256         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
259
260 /*
261  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
262  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
263  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
264  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
265  * store this state in rcutorture itself.
266  */
267 void rcutorture_record_test_transition(void)
268 {
269         rcutorture_testseq++;
270         rcutorture_vernum = 0;
271 }
272 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
273
274 /*
275  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
276  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
277  * messages.
278  */
279 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
280 {
281         rcutorture_vernum++;
282 }
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
284
285 /*
286  * Force a quiescent state for RCU-sched.
287  */
288 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
289 {
290         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
291 }
292 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
293
294 /*
295  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
296  */
297 static int
298 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
299 {
300         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
301                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
302 }
303
304 /*
305  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
306  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
307  * normal callback registry.
308  */
309 static int
310 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
311 {
312         int i;
313
314         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
315                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
316         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
317                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
318         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
319                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
320         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
321                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
322         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
323                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
324                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
325                                  rdp->nxtcompleted[i]))
326                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
327         return 0; /* No grace period needed. */
328 }
329
330 /*
331  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
332  */
333 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
334 {
335         return &rsp->node[0];
336 }
337
338 /*
339  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
340  *
341  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
342  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
343  * The caller must have disabled interrupts.
344  */
345 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
346                                 bool user)
347 {
348         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
349         if (!user && !is_idle_task(current)) {
350                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
351
352                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
353                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
354                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
355                           current->pid, current->comm,
356                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
357         }
358         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
359         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
360         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
361         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
362         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
363         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
364
365         /*
366          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
367          * in an RCU read-side critical section.
368          */
369         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
370                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
371         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
372                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
373         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
374                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
375 }
376
377 /*
378  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
379  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
380  */
381 static void rcu_eqs_enter(bool user)
382 {
383         long long oldval;
384         struct rcu_dynticks *rdtp;
385
386         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
387         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
388         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
389         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
390                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         else
392                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
393         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
394 }
395
396 /**
397  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
398  *
399  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
400  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
401  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
402  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
403  *
404  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
405  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
406  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
407  */
408 void rcu_idle_enter(void)
409 {
410         unsigned long flags;
411
412         local_irq_save(flags);
413         rcu_eqs_enter(false);
414         local_irq_restore(flags);
415 }
416 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
417
418 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
419 /**
420  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
421  *
422  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
423  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
424  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
425  * when the CPU runs in userspace.
426  */
427 void rcu_user_enter(void)
428 {
429         rcu_eqs_enter(1);
430 }
431
432 /**
433  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
434  * after the current irq returns.
435  *
436  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
437  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
438  * returns.
439  */
440 void rcu_user_enter_after_irq(void)
441 {
442         unsigned long flags;
443         struct rcu_dynticks *rdtp;
444
445         local_irq_save(flags);
446         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
447         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
448         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
449         rdtp->dynticks_nesting = 1;
450         local_irq_restore(flags);
451 }
452 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
453
454 /**
455  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
456  *
457  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
458  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
459  * sections can occur.
460  *
461  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
462  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
463  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
464  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
465  *
466  * Use things like work queues to work around this limitation.
467  *
468  * You have been warned.
469  */
470 void rcu_irq_exit(void)
471 {
472         unsigned long flags;
473         long long oldval;
474         struct rcu_dynticks *rdtp;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
478         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
479         rdtp->dynticks_nesting--;
480         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
481         if (rdtp->dynticks_nesting)
482                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
483         else
484                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
485         local_irq_restore(flags);
486 }
487
488 /*
489  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
490  *
491  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
492  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
493  * The caller must have disabled interrupts.
494  */
495 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
496                                int user)
497 {
498         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
499         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
500         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
501         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
502         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
503         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
504         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
505         if (!user && !is_idle_task(current)) {
506                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
507
508                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
509                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
511                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
512                           current->pid, current->comm,
513                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
514         }
515 }
516
517 /*
518  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
519  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
520  */
521 static void rcu_eqs_exit(bool user)
522 {
523         struct rcu_dynticks *rdtp;
524         long long oldval;
525
526         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
527         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
528         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
529         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
530                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
531         else
532                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
533         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
534 }
535
536 /**
537  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
538  *
539  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
540  * read-side critical sections can occur.
541  *
542  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
543  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
544  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
545  * now starting.
546  */
547 void rcu_idle_exit(void)
548 {
549         unsigned long flags;
550
551         local_irq_save(flags);
552         rcu_eqs_exit(false);
553         local_irq_restore(flags);
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
556
557 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
558 /**
559  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
560  *
561  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
562  * run a RCU read side critical section anytime.
563  */
564 void rcu_user_exit(void)
565 {
566         rcu_eqs_exit(1);
567 }
568
569 /**
570  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
571  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
572  *
573  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
574  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
575  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
576  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
577  */
578 void rcu_user_exit_after_irq(void)
579 {
580         unsigned long flags;
581         struct rcu_dynticks *rdtp;
582
583         local_irq_save(flags);
584         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
585         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
586         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
587         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
588         local_irq_restore(flags);
589 }
590 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
591
592 /**
593  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
594  *
595  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
596  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
597  * sections can occur.
598  *
599  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
600  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
601  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
602  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
603  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
604  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
605  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
606  *
607  * Use things like work queues to work around this limitation.
608  *
609  * You have been warned.
610  */
611 void rcu_irq_enter(void)
612 {
613         unsigned long flags;
614         struct rcu_dynticks *rdtp;
615         long long oldval;
616
617         local_irq_save(flags);
618         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
619         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
620         rdtp->dynticks_nesting++;
621         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
622         if (oldval)
623                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
624         else
625                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
626         local_irq_restore(flags);
627 }
628
629 /**
630  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
631  *
632  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
633  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
634  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
635  */
636 void rcu_nmi_enter(void)
637 {
638         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
639
640         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
641             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
642                 return;
643         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
644         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
645         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
646         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
647         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
648         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
649 }
650
651 /**
652  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
653  *
654  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
655  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
656  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
657  */
658 void rcu_nmi_exit(void)
659 {
660         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
661
662         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
663             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
664                 return;
665         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
666         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
667         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
668         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
669         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
670 }
671
672 /**
673  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
674  *
675  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
676  * or NMI handler, return true.
677  */
678 int rcu_is_cpu_idle(void)
679 {
680         int ret;
681
682         preempt_disable();
683         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
684         preempt_enable();
685         return ret;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
688
689 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
690
691 /*
692  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
693  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
694  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
695  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
696  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
697  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
698  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
699  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
700  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
701  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
702  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
703  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
704  * notifiers.
705  *
706  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
707  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
708  *
709  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
710  * errors from NMI handlers anyway.
711  */
712 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
713 {
714         struct rcu_data *rdp;
715         struct rcu_node *rnp;
716         bool ret;
717
718         if (in_nmi())
719                 return 1;
720         preempt_disable();
721         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
722         rnp = rdp->mynode;
723         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
724               !rcu_scheduler_fully_active;
725         preempt_enable();
726         return ret;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
729
730 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
731
732 /**
733  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
734  *
735  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
736  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
737  * disabled preemption.
738  */
739 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
740 {
741         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
742 }
743
744 /*
745  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
746  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
747  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
748  */
749 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
750 {
751         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
752         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
753 }
754
755 /*
756  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
757  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
758  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
759  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
760  */
761 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
762 {
763         unsigned int curr;
764         unsigned int snap;
765
766         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
767         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
768
769         /*
770          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
771          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
772          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
773          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
774          * read-side critical section that started before the beginning
775          * of the current RCU grace period.
776          */
777         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
778                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
779                 rdp->dynticks_fqs++;
780                 return 1;
781         }
782
783         /*
784          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
785          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
786          * state: If we see it offline even once, it has been through a
787          * quiescent state.
788          *
789          * The reason for insisting that the grace period be at least
790          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
791          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
792          * sections.
793          */
794         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
795                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
796         barrier();
797         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
798                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
799                 rdp->offline_fqs++;
800                 return 1;
801         }
802
803         /*
804          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
805          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
806          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
807          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
808          * CPU is in this state.
809          */
810         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
811
812         return 0;
813 }
814
815 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         rsp->gp_start = jiffies;
818         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
819 }
820
821 /*
822  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
823  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
824  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
825  * printed by the target CPU.
826  */
827 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
828 {
829         int cpu;
830         unsigned long flags;
831         struct rcu_node *rnp;
832
833         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
834                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
835                 if (rnp->qsmask != 0) {
836                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
837                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
838                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
839                 }
840                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
841         }
842 }
843
844 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
845 {
846         int cpu;
847         long delta;
848         unsigned long flags;
849         int ndetected = 0;
850         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
851         long totqlen = 0;
852
853         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
854
855         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
856         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
857         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
858                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
859                 return;
860         }
861         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
862         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
863
864         /*
865          * OK, time to rat on our buddy...
866          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
867          * RCU CPU stall warnings.
868          */
869         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
870                rsp->name);
871         print_cpu_stall_info_begin();
872         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
873                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
874                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
875                 if (rnp->qsmask != 0) {
876                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
877                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
878                                         print_cpu_stall_info(rsp,
879                                                              rnp->grplo + cpu);
880                                         ndetected++;
881                                 }
882                 }
883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
884         }
885
886         /*
887          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
888          * due to CPU offlining.
889          */
890         rnp = rcu_get_root(rsp);
891         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
892         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
893         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
894
895         print_cpu_stall_info_end();
896         for_each_possible_cpu(cpu)
897                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
898         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
899                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
900                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
901         if (ndetected == 0)
902                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
903         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
904                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
905
906         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
907
908         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
909
910         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
911 }
912
913 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
914 {
915         int cpu;
916         unsigned long flags;
917         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
918         long totqlen = 0;
919
920         /*
921          * OK, time to rat on ourselves...
922          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
923          * RCU CPU stall warnings.
924          */
925         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
926         print_cpu_stall_info_begin();
927         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
928         print_cpu_stall_info_end();
929         for_each_possible_cpu(cpu)
930                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
931         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
932                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
933         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
934                 dump_stack();
935
936         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
937         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
938                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
939                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
940         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
941
942         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
943 }
944
945 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
946 {
947         unsigned long j;
948         unsigned long js;
949         struct rcu_node *rnp;
950
951         if (rcu_cpu_stall_suppress)
952                 return;
953         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
954         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
955         rnp = rdp->mynode;
956         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
957             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
958
959                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
960                 print_cpu_stall(rsp);
961
962         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
963                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
964
965                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
966                 print_other_cpu_stall(rsp);
967         }
968 }
969
970 /**
971  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
972  *
973  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
974  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
975  * RCU grace periods.
976  *
977  * The caller must disable hard irqs.
978  */
979 void rcu_cpu_stall_reset(void)
980 {
981         struct rcu_state *rsp;
982
983         for_each_rcu_flavor(rsp)
984                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
985 }
986
987 /*
988  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
989  */
990 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
991 {
992         int i;
993
994         if (init_nocb_callback_list(rdp))
995                 return;
996         rdp->nxtlist = NULL;
997         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
998                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
999 }
1000
1001 /*
1002  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1003  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1004  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1005  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1006  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1007  *
1008  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1009  */
1010 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1011                                        struct rcu_node *rnp)
1012 {
1013         /*
1014          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1015          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1016          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1017          * period might have started, but just not yet gotten around
1018          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1019          */
1020         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1021                 return rnp->completed + 1;
1022
1023         /*
1024          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1025          * then the subsequent full grace period.
1026          */
1027         return rnp->completed + 2;
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1032  * rcu_nocb_wait_gp().
1033  */
1034 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1035                                 unsigned long c, char *s)
1036 {
1037         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1038                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1039                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1044  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1045  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1046  *
1047  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1048  */
1049 static unsigned long __maybe_unused
1050 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1051 {
1052         unsigned long c;
1053         int i;
1054         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1055
1056         /*
1057          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1058          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1059          */
1060         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1061         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startleaf");
1062         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1063                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartleaf");
1064                 return c;
1065         }
1066
1067         /*
1068          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1069          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1070          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1071          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1072          * need to explicitly start one.
1073          */
1074         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1075             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1076                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1077                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleaf");
1078                 return c;
1079         }
1080
1081         /*
1082          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1083          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1084          * start one (if needed).
1085          */
1086         if (rnp != rnp_root)
1087                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1088
1089         /*
1090          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1091          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1092          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1093          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1094          */
1095         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1096         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1097                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1098                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1099
1100         /*
1101          * If the needed for the required grace period is already
1102          * recorded, trace and leave.
1103          */
1104         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1105                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartedroot");
1106                 goto unlock_out;
1107         }
1108
1109         /* Record the need for the future grace period. */
1110         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1111
1112         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1113         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1114                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleafroot");
1115         } else {
1116                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedroot");
1117                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1118         }
1119 unlock_out:
1120         if (rnp != rnp_root)
1121                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1122         return c;
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1127  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1128  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1129  * waiting for this grace period to complete.
1130  */
1131 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1132 {
1133         int c = rnp->completed;
1134         int needmore;
1135         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1136
1137         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1138         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1139         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1140         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, needmore ? "CleanupMore" : "Cleanup");
1141         return needmore;
1142 }
1143
1144 /*
1145  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1146  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1147  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1148  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1149  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1150  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1151  * not hurt to call it repeatedly.
1152  *
1153  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1154  */
1155 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1156                                struct rcu_data *rdp)
1157 {
1158         unsigned long c;
1159         int i;
1160
1161         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1162         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1163                 return;
1164
1165         /*
1166          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1167          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1168          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1169          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1170          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1171          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1172          *
1173          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1174          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1175          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1176          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1177          * been assigned a ->completed number.
1178          */
1179         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1180         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1181                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1182                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1183                         break;
1184
1185         /*
1186          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1187          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1188          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1189          * be grouped into.
1190          */
1191         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1192                 return;
1193
1194         /*
1195          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1196          * full grace period and group them all in the sublist initially
1197          * indexed by "i".
1198          */
1199         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1200                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1201                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1202         }
1203         /* Record any needed additional grace periods. */
1204         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1205
1206         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1207         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1208                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1209         else
1210                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1215  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1216  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1217  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1218  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1219  *
1220  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1221  */
1222 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1223                             struct rcu_data *rdp)
1224 {
1225         int i, j;
1226
1227         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1228         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1229                 return;
1230
1231         /*
1232          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1233          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1234          */
1235         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1236                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1237                         break;
1238                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1239         }
1240         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1241         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1242                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1243
1244         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1245         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1246                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1247                         break;
1248                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1249                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1250         }
1251
1252         /* Classify any remaining callbacks. */
1253         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1258  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1259  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1260  */
1261 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1262 {
1263         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1264         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1265
1266                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1267                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1268
1269         } else {
1270
1271                 /* Advance callbacks. */
1272                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1273
1274                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1275                 rdp->completed = rnp->completed;
1276                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1277         }
1278
1279         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1280                 /*
1281                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1282                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1283                  * go looking for one.
1284                  */
1285                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1286                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1287                 rdp->passed_quiesce = 0;
1288                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1289                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1290         }
1291 }
1292
1293 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1294 {
1295         unsigned long flags;
1296         struct rcu_node *rnp;
1297
1298         local_irq_save(flags);
1299         rnp = rdp->mynode;
1300         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1301              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1302             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1303                 local_irq_restore(flags);
1304                 return;
1305         }
1306         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1307         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Initialize a new grace period.
1312  */
1313 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1314 {
1315         struct rcu_data *rdp;
1316         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1317
1318         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1319         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1320
1321         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1322                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1323                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1324                 return 0;
1325         }
1326
1327         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1328         rsp->gpnum++;
1329         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1330         record_gp_stall_check_time(rsp);
1331         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1332
1333         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1334         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1335
1336         /*
1337          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1338          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1339          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1340          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1341          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1342          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1343          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1344          * CPU-hotplug operations.
1345          *
1346          * The grace period cannot complete until the initialization
1347          * process finishes, because this kthread handles both.
1348          */
1349         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1350                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1351                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1352                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1353                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1354                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1355                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1356                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1357                 if (rnp == rdp->mynode)
1358                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1359                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1360                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1361                                             rnp->level, rnp->grplo,
1362                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1363                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1364 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1365                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1366                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1367                         udelay(200);
1368 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1369                 cond_resched();
1370         }
1371
1372         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1373         return 1;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Do one round of quiescent-state forcing.
1378  */
1379 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1380 {
1381         int fqs_state = fqs_state_in;
1382         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1383
1384         rsp->n_force_qs++;
1385         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1386                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1387                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1388                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1389         } else {
1390                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1391                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1392         }
1393         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1394         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1395                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1396                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1397                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1398         }
1399         return fqs_state;
1400 }
1401
1402 /*
1403  * Clean up after the old grace period.
1404  */
1405 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1406 {
1407         unsigned long gp_duration;
1408         int nocb = 0;
1409         struct rcu_data *rdp;
1410         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1411
1412         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1413         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1414         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1415                 rsp->gp_max = gp_duration;
1416
1417         /*
1418          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1419          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1420          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1421          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1422          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1423          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1424          */
1425         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1426
1427         /*
1428          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1429          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1430          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1431          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1432          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1433          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1434          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1435          */
1436         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1437                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1438                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1439                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1440                 if (rnp == rdp->mynode)
1441                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1442                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1443                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1444                 cond_resched();
1445         }
1446         rnp = rcu_get_root(rsp);
1447         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1448         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1449
1450         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1451         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1452         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1453         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1454         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1455         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1456                 rsp->gp_flags = 1;
1457         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Body of kthread that handles grace periods.
1462  */
1463 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1464 {
1465         int fqs_state;
1466         unsigned long j;
1467         int ret;
1468         struct rcu_state *rsp = arg;
1469         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1470
1471         for (;;) {
1472
1473                 /* Handle grace-period start. */
1474                 for (;;) {
1475                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1476                                                  rsp->gp_flags &
1477                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1478                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1479                             rcu_gp_init(rsp))
1480                                 break;
1481                         cond_resched();
1482                         flush_signals(current);
1483                 }
1484
1485                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1486                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1487                 j = jiffies_till_first_fqs;
1488                 if (j > HZ) {
1489                         j = HZ;
1490                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1491                 }
1492                 for (;;) {
1493                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1494                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1495                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1496                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1497                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1498                                         j);
1499                         /* If grace period done, leave loop. */
1500                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1501                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1502                                 break;
1503                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1504                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1505                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1506                                 cond_resched();
1507                         } else {
1508                                 /* Deal with stray signal. */
1509                                 cond_resched();
1510                                 flush_signals(current);
1511                         }
1512                         j = jiffies_till_next_fqs;
1513                         if (j > HZ) {
1514                                 j = HZ;
1515                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1516                         } else if (j < 1) {
1517                                 j = 1;
1518                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1519                         }
1520                 }
1521
1522                 /* Handle grace-period end. */
1523                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1524         }
1525 }
1526
1527 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1528 {
1529         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1530
1531         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1532         wake_up(&rsp->gp_wq);
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1537  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1538  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1539  *
1540  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1541  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1542  * quiescent state.
1543  */
1544 static void
1545 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1546                       struct rcu_data *rdp)
1547 {
1548         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1549                 /*
1550                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1551                  * task, this CPU does not need another grace period,
1552                  * or a grace period is already in progress.
1553                  * Either way, don't start a new grace period.
1554                  */
1555                 return;
1556         }
1557         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1558
1559         /*
1560          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1561          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Deter
1562          * the wakeup to interrupt context.
1563          */
1564         irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1569  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1570  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1571  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1572  * that is encountered beforehand.
1573  */
1574 static void
1575 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1576 {
1577         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1578         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1579
1580         /*
1581          * If there is no grace period in progress right now, any
1582          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1583          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1584          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1585          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1586          * then start the grace period!
1587          */
1588         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1589         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1594  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1595  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1596  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1597  * is released before return.
1598  */
1599 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1600         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1601 {
1602         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1603         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1604         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1609  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1610  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1611  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1612  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1613  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1614  */
1615 static void
1616 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1617                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1618         __releases(rnp->lock)
1619 {
1620         struct rcu_node *rnp_c;
1621
1622         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1623         for (;;) {
1624                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1625
1626                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1627                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1628                         return;
1629                 }
1630                 rnp->qsmask &= ~mask;
1631                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1632                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1633                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1634                                                  !!rnp->gp_tasks);
1635                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1636
1637                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1638                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1639                         return;
1640                 }
1641                 mask = rnp->grpmask;
1642                 if (rnp->parent == NULL) {
1643
1644                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1645
1646                         break;
1647                 }
1648                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1649                 rnp_c = rnp;
1650                 rnp = rnp->parent;
1651                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1652                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1653         }
1654
1655         /*
1656          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1657          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1658          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1659          */
1660         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1665  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1666  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1667  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1668  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1669  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1670  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1671  */
1672 static void
1673 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1674 {
1675         unsigned long flags;
1676         unsigned long mask;
1677         struct rcu_node *rnp;
1678
1679         rnp = rdp->mynode;
1680         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1681         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1682             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1683
1684                 /*
1685                  * The grace period in which this quiescent state was
1686                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1687                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1688                  * within the current grace period.
1689                  */
1690                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1691                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1692                 return;
1693         }
1694         mask = rdp->grpmask;
1695         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1696                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1697         } else {
1698                 rdp->qs_pending = 0;
1699
1700                 /*
1701                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1702                  * callbacks can be processed during the next GP.
1703                  */
1704                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1705
1706                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1707         }
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1712  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1713  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1714  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1715  */
1716 static void
1717 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1718 {
1719         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1720         note_gp_changes(rsp, rdp);
1721
1722         /*
1723          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1724          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1725          */
1726         if (!rdp->qs_pending)
1727                 return;
1728
1729         /*
1730          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1731          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1732          */
1733         if (!rdp->passed_quiesce)
1734                 return;
1735
1736         /*
1737          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1738          * judge of that).
1739          */
1740         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1741 }
1742
1743 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1744
1745 /*
1746  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1747  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1748  * ->orphan_lock.
1749  */
1750 static void
1751 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1752                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1753 {
1754         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1755         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1756                 return;
1757
1758         /*
1759          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1760          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1761          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1762          */
1763         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1764                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1765                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1766                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1767                 rdp->qlen_lazy = 0;
1768                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1769         }
1770
1771         /*
1772          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1773          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1774          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1775          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1776          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1777          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1778          * we just reset the whole thing later on.
1779          */
1780         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1781                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1782                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1783                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1784         }
1785
1786         /*
1787          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1788          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1789          * required to pass though another grace period: They are done.
1790          */
1791         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1792                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1793                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1794         }
1795
1796         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1797         init_callback_list(rdp);
1798 }
1799
1800 /*
1801  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1802  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1803  */
1804 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1805 {
1806         int i;
1807         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1808
1809         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1810         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1811                 return;
1812
1813         /* Do the accounting first. */
1814         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1815         rdp->qlen += rsp->qlen;
1816         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1817         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1818                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1819         rsp->qlen_lazy = 0;
1820         rsp->qlen = 0;
1821
1822         /*
1823          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1824          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1825          * we are the task doing the rcu_barrier().
1826          */
1827
1828         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1829         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1830                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1831                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1832                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1833                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1834                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1835                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1836                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1837         }
1838
1839         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1840         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1841                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1842                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1843                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1844                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1845         }
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1850  */
1851 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1852 {
1853         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1854         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1855         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1856
1857         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1858         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1859                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1860                                "cpuofl");
1861 }
1862
1863 /*
1864  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1865  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1866  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1867  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1868  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1869  */
1870 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1871 {
1872         unsigned long flags;
1873         unsigned long mask;
1874         int need_report = 0;
1875         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1876         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1877
1878         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1879         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1880
1881         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1882
1883         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1884         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1885         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1886
1887         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1888         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1889         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1890
1891         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1892         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1893         do {
1894                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1895                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1896                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1897                         if (rnp != rdp->mynode)
1898                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1899                         break;
1900                 }
1901                 if (rnp == rdp->mynode)
1902                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1903                 else
1904                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1905                 mask = rnp->grpmask;
1906                 rnp = rnp->parent;
1907         } while (rnp != NULL);
1908
1909         /*
1910          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1911          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1912          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1913          * held leads to deadlock.
1914          */
1915         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1916         rnp = rdp->mynode;
1917         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1918                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1919         else
1920                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1921         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1922                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1923         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1924                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1925                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1926         init_callback_list(rdp);
1927         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1928         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1929         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1930 }
1931
1932 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1933
1934 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1935 {
1936 }
1937
1938 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1939 {
1940 }
1941
1942 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1943
1944 /*
1945  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1946  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1947  */
1948 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1949 {
1950         unsigned long flags;
1951         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1952         long bl, count, count_lazy;
1953         int i;
1954
1955         /* If no callbacks are ready, just return. */
1956         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1957                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1958                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1959                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1960                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1961                 return;
1962         }
1963
1964         /*
1965          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1966          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1967          */
1968         local_irq_save(flags);
1969         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1970         bl = rdp->blimit;
1971         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1972         list = rdp->nxtlist;
1973         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1974         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1975         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1976         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1977                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1978                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1979         local_irq_restore(flags);
1980
1981         /* Invoke callbacks. */
1982         count = count_lazy = 0;
1983         while (list) {
1984                 next = list->next;
1985                 prefetch(next);
1986                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1987                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1988                         count_lazy++;
1989                 list = next;
1990                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1991                 if (++count >= bl &&
1992                     (need_resched() ||
1993                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1994                         break;
1995         }
1996
1997         local_irq_save(flags);
1998         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1999                             is_idle_task(current),
2000                             rcu_is_callbacks_kthread());
2001
2002         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2003         if (list != NULL) {
2004                 *tail = rdp->nxtlist;
2005                 rdp->nxtlist = list;
2006                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2007                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2008                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2009                         else
2010                                 break;
2011         }
2012         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2013         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2014         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2015         rdp->n_cbs_invoked += count;
2016
2017         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2018         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2019                 rdp->blimit = blimit;
2020
2021         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2022         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2023                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2024                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2025         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2026                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2027         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2028
2029         local_irq_restore(flags);
2030
2031         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2032         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2033                 invoke_rcu_core();
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2038  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2039  * Also schedule RCU core processing.
2040  *
2041  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2042  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2043  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2044  */
2045 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2046 {
2047         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
2048         increment_cpu_stall_ticks();
2049         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2050
2051                 /*
2052                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2053                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2054                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2055                  * a quiescent state, so note it.
2056                  *
2057                  * No memory barrier is required here because both
2058                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2059                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2060                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2061                  */
2062
2063                 rcu_sched_qs(cpu);
2064                 rcu_bh_qs(cpu);
2065
2066         } else if (!in_softirq()) {
2067
2068                 /*
2069                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2070                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2071                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2072                  * critical section, so note it.
2073                  */
2074
2075                 rcu_bh_qs(cpu);
2076         }
2077         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2078         if (rcu_pending(cpu))
2079                 invoke_rcu_core();
2080         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2085  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2086  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2087  *
2088  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2089  */
2090 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2091 {
2092         unsigned long bit;
2093         int cpu;
2094         unsigned long flags;
2095         unsigned long mask;
2096         struct rcu_node *rnp;
2097
2098         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2099                 cond_resched();
2100                 mask = 0;
2101                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2102                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2103                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2104                         return;
2105                 }
2106                 if (rnp->qsmask == 0) {
2107                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2108                         continue;
2109                 }
2110                 cpu = rnp->grplo;
2111                 bit = 1;
2112                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2113                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2114                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2115                                 mask |= bit;
2116                 }
2117                 if (mask != 0) {
2118
2119                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2120                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2121                         continue;
2122                 }
2123                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2124         }
2125         rnp = rcu_get_root(rsp);
2126         if (rnp->qsmask == 0) {
2127                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2128                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2129         }
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2134  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2135  */
2136 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2137 {
2138         unsigned long flags;
2139         bool ret;
2140         struct rcu_node *rnp;
2141         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2142
2143         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2144         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2145         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2146                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2147                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2148                 if (rnp_old != NULL)
2149                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2150                 if (ret) {
2151                         rsp->n_force_qs_lh++;
2152                         return;
2153                 }
2154                 rnp_old = rnp;
2155         }
2156         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2157
2158         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2159         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2160         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2161         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2162                 rsp->n_force_qs_lh++;
2163                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2164                 return;  /* Someone beat us to it. */
2165         }
2166         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2167         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2168         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2169 }
2170
2171 /*
2172  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2173  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2174  * whom the rdp belongs.
2175  */
2176 static void
2177 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2178 {
2179         unsigned long flags;
2180         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2181
2182         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2183
2184         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2185         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2186
2187         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2188         local_irq_save(flags);
2189         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2190                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2191                 rcu_start_gp(rsp);
2192                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2193         } else {
2194                 local_irq_restore(flags);
2195         }
2196
2197         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2198         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2199                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Do RCU core processing for the current CPU.
2204  */
2205 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2206 {
2207         struct rcu_state *rsp;
2208
2209         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2210                 return;
2211         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2212         for_each_rcu_flavor(rsp)
2213                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2214         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2219  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2220  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2221  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2222  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2223  */
2224 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2225 {
2226         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2227                 return;
2228         if (likely(!rsp->boost)) {
2229                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2230                 return;
2231         }
2232         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2233 }
2234
2235 static void invoke_rcu_core(void)
2236 {
2237         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2238                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2243  */
2244 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2245                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2246 {
2247         /*
2248          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2249          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2250          */
2251         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2252                 invoke_rcu_core();
2253
2254         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2255         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2256                 return;
2257
2258         /*
2259          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2260          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2261          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2262          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2263          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2264          */
2265         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2266
2267                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2268                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2269
2270                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2271                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2272                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2273
2274                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2275                         rcu_start_gp(rsp);
2276                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2277                 } else {
2278                         /* Give the grace period a kick. */
2279                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2280                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2281                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2282                                 force_quiescent_state(rsp);
2283                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2284                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2285                 }
2286         }
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2291  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2292  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2293  * is expected to specify a CPU.
2294  */
2295 static void
2296 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2297            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2298 {
2299         unsigned long flags;
2300         struct rcu_data *rdp;
2301
2302         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2303         debug_rcu_head_queue(head);
2304         head->func = func;
2305         head->next = NULL;
2306
2307         /*
2308          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2309          * Note that we might see a beginning right after we see an
2310          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2311          * a quiescent state betweentimes.
2312          */
2313         local_irq_save(flags);
2314         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2315
2316         /* Add the callback to our list. */
2317         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2318                 int offline;
2319
2320                 if (cpu != -1)
2321                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2322                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2323                 WARN_ON_ONCE(offline);
2324                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2325                 local_irq_restore(flags);
2326                 return;
2327         }
2328         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2329         if (lazy)
2330                 rdp->qlen_lazy++;
2331         else
2332                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2333         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2334         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2335         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2336
2337         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2338                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2339                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2340         else
2341                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2342
2343         /* Go handle any RCU core processing required. */
2344         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2345         local_irq_restore(flags);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2350  */
2351 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2352 {
2353         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2354 }
2355 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2356
2357 /*
2358  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2359  */
2360 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2361 {
2362         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2363 }
2364 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2365
2366 /*
2367  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2368  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2369  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2370  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2371  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2372  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2373  * some overhead: RCU still operates correctly.
2374  */
2375 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2376 {
2377         int ret;
2378
2379         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2380         preempt_disable();
2381         ret = num_online_cpus() <= 1;
2382         preempt_enable();
2383         return ret;
2384 }
2385
2386 /**
2387  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2388  *
2389  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2390  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2391  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2392  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2393  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2394  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2395  * rcu_read_lock_sched().
2396  *
2397  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2398  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2399  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2400  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2401  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2402  *
2403  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2404  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2405  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2406  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2407  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2408  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2409  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2410  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2411  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2412  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2413  * that are executing in the kernel.
2414  *
2415  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2416  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2417  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2418  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2419  * again only if the system has more than one CPU).
2420  *
2421  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2422  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2423  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2424  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2425  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2426  */
2427 void synchronize_sched(void)
2428 {
2429         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2430                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2431                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2432                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2433         if (rcu_blocking_is_gp())
2434                 return;
2435         if (rcu_expedited)
2436                 synchronize_sched_expedited();
2437         else
2438                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2441
2442 /**
2443  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2444  *
2445  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2446  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2447  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2448  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2449  * and may be nested.
2450  *
2451  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2452  * on memory ordering guarantees.
2453  */
2454 void synchronize_rcu_bh(void)
2455 {
2456         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2457                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2458                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2459                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2460         if (rcu_blocking_is_gp())
2461                 return;
2462         if (rcu_expedited)
2463                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2464         else
2465                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2466 }
2467 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2468
2469 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2470 {
2471         /*
2472          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2473          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2474          * time that it returns.
2475          *
2476          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2477          * above condition is already met when the control reaches
2478          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2479          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2480          * robustness against future implementation changes.
2481          */
2482         smp_mb(); /* See above comment block. */
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 /**
2487  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2488  *
2489  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2490  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2491  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2492  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2493  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2494  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2495  * synchronize_sched() instead.
2496  *
2497  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2498  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2499  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2500  * these restriction will result in deadlock.
2501  *
2502  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2503  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2504  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2505  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2506  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2507  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2508  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2509  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2510  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2511  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2512  *
2513  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2514  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2515  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2516  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2517  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2518  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2519  * doing our work for us.
2520  *
2521  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2522  */
2523 void synchronize_sched_expedited(void)
2524 {
2525         long firstsnap, s, snap;
2526         int trycount = 0;
2527         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2528
2529         /*
2530          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2531          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2532          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2533          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2534          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2535          * course be required on a 64-bit system.
2536          */
2537         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2538                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2539                          ULONG_MAX / 8)) {
2540                 synchronize_sched();
2541                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2542                 return;
2543         }
2544
2545         /*
2546          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2547          * full memory barrier.
2548          */
2549         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2550         firstsnap = snap;
2551         get_online_cpus();
2552         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2553
2554         /*
2555          * Each pass through the following loop attempts to force a
2556          * context switch on each CPU.
2557          */
2558         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2559                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2560                              NULL) == -EAGAIN) {
2561                 put_online_cpus();
2562                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2563
2564                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2565                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2566                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2567                         /* ensure test happens before caller kfree */
2568                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2569                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2570                         return;
2571                 }
2572
2573                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2574                 if (trycount++ < 10) {
2575                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2576                 } else {
2577                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2578                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2579                         return;
2580                 }
2581
2582                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2583                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2584                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2585                         /* ensure test happens before caller kfree */
2586                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2587                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2588                         return;
2589                 }
2590
2591                 /*
2592                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2593                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2594                  * after they started, so our grace period works for them,
2595                  * and they started after our first try, so their grace
2596                  * period works for us.
2597                  */
2598                 get_online_cpus();
2599                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2600                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2601         }
2602         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2603
2604         /*
2605          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2606          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2607          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2608          * than we did already did their update.
2609          */
2610         do {
2611                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2612                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2613                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2614                         /* ensure test happens before caller kfree */
2615                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2616                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2617                         break;
2618                 }
2619         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2620         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2621
2622         put_online_cpus();
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2625
2626 /*
2627  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2628  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2629  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2630  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2631  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2632  */
2633 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2634 {
2635         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2636
2637         rdp->n_rcu_pending++;
2638
2639         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2640         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2641
2642         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2643         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2644             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2645                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2646         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2647                 rdp->n_rp_report_qs++;
2648                 return 1;
2649         }
2650
2651         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2652         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2653                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2654                 return 1;
2655         }
2656
2657         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2658         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2659                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2660                 return 1;
2661         }
2662
2663         /* Has another RCU grace period completed?  */
2664         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2665                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2666                 return 1;
2667         }
2668
2669         /* Has a new RCU grace period started? */
2670         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2671                 rdp->n_rp_gp_started++;
2672                 return 1;
2673         }
2674
2675         /* nothing to do */
2676         rdp->n_rp_need_nothing++;
2677         return 0;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2682  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2683  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2684  */
2685 static int rcu_pending(int cpu)
2686 {
2687         struct rcu_state *rsp;
2688
2689         for_each_rcu_flavor(rsp)
2690                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2691                         return 1;
2692         return 0;
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2697  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2698  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2699  */
2700 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2701 {
2702         bool al = true;
2703         bool hc = false;
2704         struct rcu_data *rdp;
2705         struct rcu_state *rsp;
2706
2707         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2708                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2709                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2710                         al = false;
2711                 if (rdp->nxtlist)
2712                         hc = true;
2713         }
2714         if (all_lazy)
2715                 *all_lazy = al;
2716         return hc;
2717 }
2718
2719 /*
2720  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2721  * the compiler is expected to optimize this away.
2722  */
2723 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2724                                int cpu, unsigned long done)
2725 {
2726         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2727                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2728 }
2729
2730 /*
2731  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2732  * up the task executing _rcu_barrier().
2733  */
2734 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2735 {
2736         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2737         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2738
2739         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2740                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2741                 complete(&rsp->barrier_completion);
2742         } else {
2743                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2744         }
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2749  */
2750 static void rcu_barrier_func(void *type)
2751 {
2752         struct rcu_state *rsp = type;
2753         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2754
2755         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2756         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2757         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2762  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2763  */
2764 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2765 {
2766         int cpu;
2767         struct rcu_data *rdp;
2768         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2769         unsigned long snap_done;
2770
2771         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2772
2773         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2774         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2775
2776         /*
2777          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2778          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2779          */
2780         smp_mb();  /* See above block comment. */
2781
2782         /*
2783          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2784          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2785          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2786          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2787          */
2788         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2789         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2790         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2791                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2792                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2793                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2794                 return;
2795         }
2796
2797         /*
2798          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2799          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2800          * the increment to precede the early-exit check.
2801          */
2802         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2803         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2804         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2805         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2806
2807         /*
2808          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2809          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2810          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2811          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2812          */
2813         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2814         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2815         get_online_cpus();
2816
2817         /*
2818          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2819          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2820          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2821          */
2822         for_each_possible_cpu(cpu) {
2823                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2824                         continue;
2825                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2826                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2827                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2828                                            rsp->n_barrier_done);
2829                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2830                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2831                                    rsp, cpu, 0);
2832                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2833                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2834                                            rsp->n_barrier_done);
2835                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2836                 } else {
2837                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2838                                            rsp->n_barrier_done);
2839                 }
2840         }
2841         put_online_cpus();
2842
2843         /*
2844          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2845          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2846          */
2847         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2848                 complete(&rsp->barrier_completion);
2849
2850         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2851         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2852         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2853         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2854         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2855         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2856
2857         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2858         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2859
2860         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2861         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2862 }
2863
2864 /**
2865  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2866  */
2867 void rcu_barrier_bh(void)
2868 {
2869         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2870 }
2871 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2872
2873 /**
2874  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2875  */
2876 void rcu_barrier_sched(void)
2877 {
2878         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2879 }
2880 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2881
2882 /*
2883  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2884  */
2885 static void __init
2886 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2887 {
2888         unsigned long flags;
2889         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2890         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2891
2892         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2893         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2894         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2895         init_callback_list(rdp);
2896         rdp->qlen_lazy = 0;
2897         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2898         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2899         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2900         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2901         rdp->cpu = cpu;
2902         rdp->rsp = rsp;
2903         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2904         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2905 }
2906
2907 /*
2908  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2909  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2910  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2911  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2912  */
2913 static void
2914 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2915 {
2916         unsigned long flags;
2917         unsigned long mask;
2918         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2919         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2920
2921         /* Exclude new grace periods. */
2922         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2923
2924         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2925         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2926         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2927         rdp->preemptible = preemptible;
2928         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2929         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2930         rdp->blimit = blimit;
2931         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2932         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2933         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2934                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2935         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2936
2937         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2938         rnp = rdp->mynode;
2939         mask = rdp->grpmask;
2940         do {
2941                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2942                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2943                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2944                 mask = rnp->grpmask;
2945                 if (rnp == rdp->mynode) {
2946                         /*
2947                          * If there is a grace period in progress, we will
2948                          * set up to wait for it next time we run the
2949                          * RCU core code.
2950                          */
2951                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2952                         rdp->completed = rnp->completed;
2953                         rdp->passed_quiesce = 0;
2954                         rdp->qs_pending = 0;
2955                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2956                 }
2957                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2958                 rnp = rnp->parent;
2959         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2960         local_irq_restore(flags);
2961
2962         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2963 }
2964
2965 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
2966 {
2967         struct rcu_state *rsp;
2968
2969         for_each_rcu_flavor(rsp)
2970                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2971                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2972 }
2973
2974 /*
2975  * Handle CPU online/offline notification events.
2976  */
2977 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2978                                     unsigned long action, void *hcpu)
2979 {
2980         long cpu = (long)hcpu;
2981         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2982         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2983         struct rcu_state *rsp;
2984
2985         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2986         switch (action) {
2987         case CPU_UP_PREPARE:
2988         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2989                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2990                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2991                 break;
2992         case CPU_ONLINE:
2993         case CPU_DOWN_FAILED:
2994                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2995                 break;
2996         case CPU_DOWN_PREPARE:
2997                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2998                 break;
2999         case CPU_DYING:
3000         case CPU_DYING_FROZEN:
3001                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3002                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3003                 break;
3004         case CPU_DEAD:
3005         case CPU_DEAD_FROZEN:
3006         case CPU_UP_CANCELED:
3007         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3008                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3009                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3010                 break;
3011         default:
3012                 break;
3013         }
3014         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
3015         return NOTIFY_OK;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3020  */
3021 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3022 {
3023         unsigned long flags;
3024         struct rcu_node *rnp;
3025         struct rcu_state *rsp;
3026         struct task_struct *t;
3027
3028         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3029                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3030                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3031                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3032                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3033                 rsp->gp_kthread = t;
3034                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3035                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3036         }
3037         return 0;
3038 }
3039 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3040
3041 /*
3042  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3043  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3044  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3045  * task is booting the system).  After this function is called, the
3046  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3047  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3048  */
3049 void rcu_scheduler_starting(void)
3050 {
3051         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3052         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3053         rcu_scheduler_active = 1;
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3058  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3059  */
3060 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3061 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3062 {
3063         int i;
3064
3065         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3066                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3067         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3068 }
3069 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3070 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3071 {
3072         int ccur;
3073         int cprv;
3074         int i;
3075
3076         cprv = nr_cpu_ids;
3077         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3078                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3079                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3080                 cprv = ccur;
3081         }
3082 }
3083 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3084
3085 /*
3086  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3087  */
3088 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3089                 struct rcu_data __percpu *rda)
3090 {
3091         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3092                                "rcu_node_1",
3093                                "rcu_node_2",
3094                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3095         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3096                                "rcu_node_fqs_1",
3097                                "rcu_node_fqs_2",
3098                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3099         int cpustride = 1;
3100         int i;
3101         int j;
3102         struct rcu_node *rnp;
3103
3104         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3105
3106         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3107         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3108                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3109
3110         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3111
3112         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3113                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3114         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3115                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3116         rcu_init_levelspread(rsp);
3117
3118         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3119
3120         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3121                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3122                 rnp = rsp->level[i];
3123                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3124                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3125                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3126                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3127                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3128                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3129                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3130                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3131                         rnp->completed = rsp->completed;
3132                         rnp->qsmask = 0;
3133                         rnp->qsmaskinit = 0;
3134                         rnp->grplo = j * cpustride;
3135                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3136                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3137                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3138                         if (i == 0) {
3139                                 rnp->grpnum = 0;
3140                                 rnp->grpmask = 0;
3141                                 rnp->parent = NULL;
3142                         } else {
3143                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3144                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3145                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3146                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3147                         }
3148                         rnp->level = i;
3149                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3150                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3151                 }
3152         }
3153
3154         rsp->rda = rda;
3155         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3156         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3157         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3158         for_each_possible_cpu(i) {
3159                 while (i > rnp->grphi)
3160                         rnp++;
3161                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3162                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3163         }
3164         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3165 }
3166
3167 /*
3168  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3169  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3170  * the ->node array in the rcu_state structure.
3171  */
3172 static void __init rcu_init_geometry(void)
3173 {
3174         ulong d;
3175         int i;
3176         int j;
3177         int n = nr_cpu_ids;
3178         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3179
3180         /*
3181          * Initialize any unspecified boot parameters.
3182          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3183          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3184          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3185          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3186          */
3187         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3188         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3189                 jiffies_till_first_fqs = d;
3190         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3191                 jiffies_till_next_fqs = d;
3192
3193         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3194         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3195             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3196                 return;
3197
3198         /*
3199          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3200          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3201          * some of the arithmetic easier.
3202          */
3203         rcu_capacity[0] = 1;
3204         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3205         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3206                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3207
3208         /*
3209          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3210          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3211          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3212          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3213          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3214          * compile-time values if these limits are exceeded.
3215          */
3216         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3217             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3218             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3219                 WARN_ON(1);
3220                 return;
3221         }
3222
3223         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3224         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3225                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3226                         for (j = 0; j <= i; j++)
3227                                 num_rcu_lvl[j] =
3228                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3229                         rcu_num_lvls = i;
3230                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3231                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3232                         break;
3233                 }
3234
3235         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3236         rcu_num_nodes = 0;
3237         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3238                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3239         rcu_num_nodes -= n;
3240 }
3241
3242 void __init rcu_init(void)
3243 {
3244         int cpu;
3245
3246         rcu_bootup_announce();
3247         rcu_init_geometry();
3248         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3249         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3250         __rcu_init_preempt();
3251         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3252
3253         /*
3254          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3255          * this is called early in boot, before either interrupts
3256          * or the scheduler are operational.
3257          */
3258         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3259         for_each_online_cpu(cpu)
3260                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3261 }
3262
3263 #include "rcutree_plugin.h"