Merge tag 'f2fs-for-5.4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jaegeuk...
[linux-2.6-block.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com> Hierarchical version
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/moduleparam.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/time.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/wait.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <uapi/linux/sched/types.h>
44 #include <linux/prefetch.h>
45 #include <linux/delay.h>
46 #include <linux/stop_machine.h>
47 #include <linux/random.h>
48 #include <linux/trace_events.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/ftrace.h>
51 #include <linux/tick.h>
52 #include <linux/sysrq.h>
53 #include <linux/kprobes.h>
54 #include <linux/gfp.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include <linux/smpboot.h>
57 #include <linux/jiffies.h>
58 #include <linux/sched/isolation.h>
59 #include <linux/sched/clock.h>
60 #include "../time/tick-internal.h"
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
74  * control.  Initially this is for TLB flushing.
75  */
76 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
77 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
78 #ifndef rcu_eqs_special_exit
79 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
80 #endif
81
82 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
83         .dynticks_nesting = 1,
84         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
85         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
86 };
87 struct rcu_state rcu_state = {
88         .level = { &rcu_state.node[0] },
89         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
90         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
91         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
92         .name = RCU_NAME,
93         .abbr = RCU_ABBR,
94         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
95         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
96         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
97 };
98
99 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
100 static bool dump_tree;
101 module_param(dump_tree, bool, 0444);
102 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
103 static bool use_softirq = 1;
104 module_param(use_softirq, bool, 0444);
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
148 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
150 static void invoke_rcu_core(void);
151 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
152 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
153
154 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
155 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
156 module_param(kthread_prio, int, 0444);
157
158 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
159
160 static int gp_preinit_delay;
161 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
162 static int gp_init_delay;
163 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
164 static int gp_cleanup_delay;
165 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
166
167 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
168 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
169 {
170         return kthread_prio;
171 }
172 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
173
174 /*
175  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
176  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
177  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
178  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
179  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
180  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
181  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
182  */
183 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
184
185 /*
186  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
187  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
188  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
189  * in most contexts.
190  */
191 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
192 {
193         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
194 }
195
196 /*
197  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
198  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
199  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
200  */
201 static int rcu_gp_in_progress(void)
202 {
203         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
204 }
205
206 /*
207  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
208  * Handles both the nocbs and normal cases.
209  */
210 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
211 {
212         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
213
214         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
215                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
216         return 0;
217 }
218
219 void rcu_softirq_qs(void)
220 {
221         rcu_qs();
222         rcu_preempt_deferred_qs(current);
223 }
224
225 /*
226  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
227  * called when not already in an extended quiescent state.
228  */
229 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
230 {
231         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
232         int seq;
233
234         /*
235          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
236          * critical sections, and we also must force ordering with the
237          * next idle sojourn.
238          */
239         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
240         /* Better be in an extended quiescent state! */
241         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
242                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
243         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
244         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
245                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
246 }
247
248 /*
249  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
250  * called from an extended quiescent state.
251  */
252 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
253 {
254         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
255         int seq;
256
257         /*
258          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
259          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
260          * critical section.
261          */
262         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
263         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
264                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
265         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
266                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
267                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
268                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
269                 rcu_eqs_special_exit();
270         }
271 }
272
273 /*
274  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
275  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
276  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
277  * to the next non-quiescent value.
278  *
279  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
280  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
281  * or when the corresponding CPU is offline.
282  */
283 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
284 {
285         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
286
287         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
288                 return;
289         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
290 }
291
292 /*
293  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
294  *
295  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
296  */
297 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
298 {
299         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
300
301         return !(atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
302 }
303
304 /*
305  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
306  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
307  */
308 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
309 {
310         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
311
312         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
313 }
314
315 /*
316  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
317  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
318  */
319 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
320 {
321         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
322 }
323
324 /*
325  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
326  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
327  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
328  */
329 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
330 {
331         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
332 }
333
334 /*
335  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
336  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
337  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
338  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
339  * an extended quiescent state.
340  */
341 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
342 {
343         int old;
344         int new;
345         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
346
347         do {
348                 old = atomic_read(&rdp->dynticks);
349                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
350                         return false;
351                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
352         } while (atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new) != old);
353         return true;
354 }
355
356 /*
357  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
358  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
359  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
360  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
361  * this CPU might (or might not) do in the near future.
362  *
363  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
364  *
365  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
366  */
367 static void __maybe_unused rcu_momentary_dyntick_idle(void)
368 {
369         int special;
370
371         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
372         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
373                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
374         /* It is illegal to call this from idle state. */
375         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
376         rcu_preempt_deferred_qs(current);
377 }
378
379 /**
380  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if interrupted from idle
381  *
382  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
383  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
384  * disabled preemption.
385  */
386 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
387 {
388         /* Called only from within the scheduling-clock interrupt */
389         lockdep_assert_in_irq();
390
391         /* Check for counter underflows */
392         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
393                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
394         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
395                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
396
397         /* Are we at first interrupt nesting level? */
398         if (__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) != 1)
399                 return false;
400
401         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
402         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
403 }
404
405 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch ... */
406 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 /* ... even during callback flood. */
407 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
408 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
409 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
410 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
411 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
412
413 module_param(blimit, long, 0444);
414 module_param(qhimark, long, 0444);
415 module_param(qlowmark, long, 0444);
416
417 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
418 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
419 static bool rcu_kick_kthreads;
420 static int rcu_divisor = 7;
421 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
422
423 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
424 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
425 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
426
427 /*
428  * How long the grace period must be before we start recruiting
429  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
430  */
431 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
432 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
433 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
434 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
435
436 /*
437  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
438  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
439  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
440  * large systems.
441  */
442 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
443 {
444         unsigned long j;
445
446         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
447         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
448                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
449                 return;
450         }
451         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
452         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
453                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
454         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
455                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
456         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
457         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
458 }
459
460 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
461 {
462         ulong j;
463         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
464
465         if (!ret) {
466                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
467                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
468         }
469         return ret;
470 }
471
472 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
473 {
474         ulong j;
475         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
476
477         if (!ret) {
478                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
479                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
480         }
481         return ret;
482 }
483
484 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
485         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
486         .get = param_get_ulong,
487 };
488
489 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
490         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
491         .get = param_get_ulong,
492 };
493
494 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
495 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
496 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
497
498 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
499 static int rcu_pending(void);
500
501 /*
502  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
503  */
504 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
505 {
506         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
507 }
508 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
509
510 /*
511  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
512  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
513  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
514  * the cumulative batches since boot.
515  */
516 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
517 {
518         return rcu_state.expedited_sequence;
519 }
520 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
521
522 /*
523  * Return the root node of the rcu_state structure.
524  */
525 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
526 {
527         return &rcu_state.node[0];
528 }
529
530 /*
531  * Convert a ->gp_state value to a character string.
532  */
533 static const char *gp_state_getname(short gs)
534 {
535         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
536                 return "???";
537         return gp_state_names[gs];
538 }
539
540 /*
541  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
542  */
543 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
544                             unsigned long *gp_seq)
545 {
546         switch (test_type) {
547         case RCU_FLAVOR:
548                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
549                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
550                 break;
551         default:
552                 break;
553         }
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
556
557 /*
558  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
559  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
560  *
561  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
562  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
563  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
564  */
565 static void rcu_eqs_enter(bool user)
566 {
567         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
568
569         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
570         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
571         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
572                      rdp->dynticks_nesting == 0);
573         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
574                 rdp->dynticks_nesting--;
575                 return;
576         }
577
578         lockdep_assert_irqs_disabled();
579         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, rdp->dynticks);
580         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
581         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
582         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
583         rcu_prepare_for_idle();
584         rcu_preempt_deferred_qs(current);
585         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
586         rcu_dynticks_eqs_enter();
587         rcu_dynticks_task_enter();
588 }
589
590 /**
591  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
592  *
593  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
594  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
595  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
596  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
597  *
598  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
599  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
600  */
601 void rcu_idle_enter(void)
602 {
603         lockdep_assert_irqs_disabled();
604         rcu_eqs_enter(false);
605 }
606
607 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
608 /**
609  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
610  *
611  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
612  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
613  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
614  * when the CPU runs in userspace.
615  *
616  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
617  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
618  */
619 void rcu_user_enter(void)
620 {
621         lockdep_assert_irqs_disabled();
622         rcu_eqs_enter(true);
623 }
624 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
625
626 /*
627  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
628  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
629  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
630  * being RCU-idle.
631  *
632  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit_common(), be sure to test
633  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
634  */
635 static __always_inline void rcu_nmi_exit_common(bool irq)
636 {
637         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
638
639         /*
640          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
641          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
642          * to us!)
643          */
644         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
645         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
646
647         /*
648          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
649          * leave it in non-RCU-idle state.
650          */
651         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
652                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdp->dynticks);
653                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
654                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
655                 return;
656         }
657
658         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
659         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdp->dynticks);
660         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
661
662         if (irq)
663                 rcu_prepare_for_idle();
664
665         rcu_dynticks_eqs_enter();
666
667         if (irq)
668                 rcu_dynticks_task_enter();
669 }
670
671 /**
672  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
673  *
674  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
675  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
676  */
677 void rcu_nmi_exit(void)
678 {
679         rcu_nmi_exit_common(false);
680 }
681
682 /**
683  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
684  *
685  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
686  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
687  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
688  *
689  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
690  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
691  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
692  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
693  *
694  * Use things like work queues to work around this limitation.
695  *
696  * You have been warned.
697  *
698  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
699  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
700  */
701 void rcu_irq_exit(void)
702 {
703         lockdep_assert_irqs_disabled();
704         rcu_nmi_exit_common(true);
705 }
706
707 /*
708  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
709  *
710  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
711  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
712  */
713 void rcu_irq_exit_irqson(void)
714 {
715         unsigned long flags;
716
717         local_irq_save(flags);
718         rcu_irq_exit();
719         local_irq_restore(flags);
720 }
721
722 /*
723  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
724  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
725  *
726  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
727  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
728  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
729  */
730 static void rcu_eqs_exit(bool user)
731 {
732         struct rcu_data *rdp;
733         long oldval;
734
735         lockdep_assert_irqs_disabled();
736         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
737         oldval = rdp->dynticks_nesting;
738         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
739         if (oldval) {
740                 rdp->dynticks_nesting++;
741                 return;
742         }
743         rcu_dynticks_task_exit();
744         rcu_dynticks_eqs_exit();
745         rcu_cleanup_after_idle();
746         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, rdp->dynticks);
747         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
748         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
749         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
750         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
751 }
752
753 /**
754  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
755  *
756  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
757  * read-side critical sections can occur.
758  *
759  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
760  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
761  */
762 void rcu_idle_exit(void)
763 {
764         unsigned long flags;
765
766         local_irq_save(flags);
767         rcu_eqs_exit(false);
768         local_irq_restore(flags);
769 }
770
771 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
772 /**
773  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
774  *
775  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
776  * run a RCU read side critical section anytime.
777  *
778  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
779  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
780  */
781 void rcu_user_exit(void)
782 {
783         rcu_eqs_exit(1);
784 }
785 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
786
787 /**
788  * rcu_nmi_enter_common - inform RCU of entry to NMI context
789  * @irq: Is this call from rcu_irq_enter?
790  *
791  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
792  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
793  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
794  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
795  * run out of stack space first.)
796  *
797  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter_common(), be sure to test
798  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
799  */
800 static __always_inline void rcu_nmi_enter_common(bool irq)
801 {
802         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
803         long incby = 2;
804
805         /* Complain about underflow. */
806         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
807
808         /*
809          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
810          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
811          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
812          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
813          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
814          * period (observation due to Andy Lutomirski).
815          */
816         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
817
818                 if (irq)
819                         rcu_dynticks_task_exit();
820
821                 rcu_dynticks_eqs_exit();
822
823                 if (irq)
824                         rcu_cleanup_after_idle();
825
826                 incby = 1;
827         }
828         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
829                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
830                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdp->dynticks);
831         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
832                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
833         barrier();
834 }
835
836 /**
837  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
838  */
839 void rcu_nmi_enter(void)
840 {
841         rcu_nmi_enter_common(false);
842 }
843 NOKPROBE_SYMBOL(rcu_nmi_enter);
844
845 /**
846  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
847  *
848  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
849  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
850  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
851  *
852  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
853  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
854  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
855  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
856  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
857  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
858  * But very infrequently and irreproducibly.
859  *
860  * Use things like work queues to work around this limitation.
861  *
862  * You have been warned.
863  *
864  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
865  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
866  */
867 void rcu_irq_enter(void)
868 {
869         lockdep_assert_irqs_disabled();
870         rcu_nmi_enter_common(true);
871 }
872
873 /*
874  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
875  *
876  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
877  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
878  */
879 void rcu_irq_enter_irqson(void)
880 {
881         unsigned long flags;
882
883         local_irq_save(flags);
884         rcu_irq_enter();
885         local_irq_restore(flags);
886 }
887
888 /**
889  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
890  *
891  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
892  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
893  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
894  * NMI handler, return true.
895  */
896 bool notrace rcu_is_watching(void)
897 {
898         bool ret;
899
900         preempt_disable_notrace();
901         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
902         preempt_enable_notrace();
903         return ret;
904 }
905 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
906
907 /*
908  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
909  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
910  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
911  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
912  * time around this task will generate another request.
913  */
914 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
915 {
916         int cpu;
917
918         barrier();
919         cpu = task_cpu(t);
920         if (!task_curr(t))
921                 return; /* This task is not running on that CPU. */
922         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
923 }
924
925 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
926
927 /*
928  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
929  *
930  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
931  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
932  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
933  * then determining that its old CPU is now offline.
934  *
935  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
936  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
937  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
938  * rcu_scheduler_fully_active.
939  */
940 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
941 {
942         struct rcu_data *rdp;
943         struct rcu_node *rnp;
944         bool ret = false;
945
946         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
947                 return true;
948         preempt_disable();
949         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
950         rnp = rdp->mynode;
951         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
952                 ret = true;
953         preempt_enable();
954         return ret;
955 }
956 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
957
958 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
959
960 /*
961  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
962  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
963  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
964  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
965  * code whatsoever.
966  */
967 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
968 {
969         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
970         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
971                          rnp->gp_seq))
972                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
973         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
974                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
975 }
976
977 /*
978  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
979  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
980  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
981  */
982 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
983 {
984         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
985         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
986                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
987                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
988                 return 1;
989         }
990         return 0;
991 }
992
993 /*
994  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
995  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
996  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
997  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
998  */
999 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1000 {
1001         unsigned long jtsq;
1002         bool *rnhqp;
1003         bool *ruqp;
1004         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1005
1006         /*
1007          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1008          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1009          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1010          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1011          * read-side critical section that started before the beginning
1012          * of the current RCU grace period.
1013          */
1014         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1015                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1016                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1017                 return 1;
1018         }
1019
1020         /* If waiting too long on an offline CPU, complain. */
1021         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) &&
1022             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ)) {
1023                 bool onl;
1024                 struct rcu_node *rnp1;
1025
1026                 WARN_ON(1);  /* Offline CPUs are supposed to report QS! */
1027                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1028                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1029                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1030                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1031                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1032                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1033                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1034                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1035                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1036                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1037                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1038                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1039         }
1040
1041         /*
1042          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1043          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1044          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1045          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1046          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1047          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1048          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1049          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1050          * is set way high.
1051          */
1052         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1053         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1054         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1055         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1056             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1057              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched))) {
1058                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1059                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1060                 smp_store_release(ruqp, true);
1061         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1062                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1063         }
1064
1065         /*
1066          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1067          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1068          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1069          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1070          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1071          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1072          */
1073         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1074                    time_after(jiffies,
1075                               READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3)) {
1076                 resched_cpu(rdp->cpu);
1077                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1078         }
1079
1080         /*
1081          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1082          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1083          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1084          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1085          * a dull roar.
1086          */
1087         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1088                 if (time_after(jiffies,
1089                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1090                         resched_cpu(rdp->cpu);
1091                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1092                 }
1093                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1094                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1095                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1096                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1097                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1098                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1099                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1100                 }
1101         }
1102
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1107 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1108                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1109 {
1110         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1111                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1116  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1117  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1118  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1119  *
1120  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1121  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1122  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1123  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1124  *
1125  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1126  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1127  *
1128  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1129  */
1130 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1131                               unsigned long gp_seq_req)
1132 {
1133         bool ret = false;
1134         struct rcu_node *rnp;
1135
1136         /*
1137          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1138          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1139          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1140          * fact already started.  If there is already a grace period in
1141          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1142          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1143          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1144          */
1145         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1146         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1147         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1148                 if (rnp != rnp_start)
1149                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1150                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1151                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1152                     (rnp != rnp_start &&
1153                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1154                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1155                                           TPS("Prestarted"));
1156                         goto unlock_out;
1157                 }
1158                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1159                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1160                         /*
1161                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1162                          * grace period is in progress, which means that
1163                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1164                          * reduce contention.
1165                          */
1166                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1167                                           TPS("Startedleaf"));
1168                         goto unlock_out;
1169                 }
1170                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1171                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1172                 if (!rnp->parent)
1173                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1174         }
1175
1176         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1177         if (rcu_gp_in_progress()) {
1178                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1179                 goto unlock_out;
1180         }
1181         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1182         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1183         rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
1184         if (!rcu_state.gp_kthread) {
1185                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1186                 goto unlock_out;
1187         }
1188         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1189         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1190 unlock_out:
1191         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1192         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1193                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1194                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1195         }
1196         if (rnp != rnp_start)
1197                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1198         return ret;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1203  * whether any additional grace periods have been requested.
1204  */
1205 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1206 {
1207         bool needmore;
1208         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1209
1210         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1211         if (!needmore)
1212                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1213         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1214                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1215         return needmore;
1216 }
1217
1218 /*
1219  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in
1220  * an interrupt or softirq handler), and don't bother awakening when there
1221  * is nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs raced
1222  * to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken a kthread that
1223  * has not yet been created.  If all those checks are passed, track some
1224  * debug information and awaken.
1225  *
1226  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1227  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1228  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1229  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1230  * is required, and is therefore supplied.
1231  */
1232 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1233 {
1234         if ((current == rcu_state.gp_kthread &&
1235              !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1236             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) ||
1237             !rcu_state.gp_kthread)
1238                 return;
1239         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1240         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1241         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1242 }
1243
1244 /*
1245  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1246  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1247  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1248  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1249  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1250  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1251  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1252  * the RCU grace-period kthread.
1253  *
1254  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1255  */
1256 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1257 {
1258         unsigned long gp_seq_req;
1259         bool ret = false;
1260
1261         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1262         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1263
1264         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1265         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1266                 return false;
1267
1268         /*
1269          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1270          * information.  Something about the fact that getting exact
1271          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1272          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1273          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1274          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1275          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1276          * number.
1277          */
1278         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1279         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1280                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1281
1282         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1283         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1284                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1285         else
1286                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1292  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1293  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1294  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1295  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1296  */
1297 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1298                                         struct rcu_data *rdp)
1299 {
1300         unsigned long c;
1301         bool needwake;
1302
1303         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1304         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1305         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1306                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1307                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1308                 return;
1309         }
1310         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1311         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1312         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1313         if (needwake)
1314                 rcu_gp_kthread_wake();
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1319  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1320  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1321  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1322  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1323  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1324  *
1325  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1326  */
1327 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1328 {
1329         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1330         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1331
1332         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1333         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1334                 return false;
1335
1336         /*
1337          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1338          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1339          */
1340         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1341
1342         /* Classify any remaining callbacks. */
1343         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1348  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1349  */
1350 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1351                                                   struct rcu_data *rdp)
1352 {
1353         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1354         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1355             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1356                 return;
1357         WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1358         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1363  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1364  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1365  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1366  */
1367 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1368 {
1369         bool ret = false;
1370         bool need_gp;
1371         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1372                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1373
1374         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1375
1376         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1377                 return false; /* Nothing to do. */
1378
1379         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1380         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1381             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1382                 if (!offloaded)
1383                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1384                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1385         } else {
1386                 if (!offloaded)
1387                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1388         }
1389
1390         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1391         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1392             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1393                 /*
1394                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1395                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1396                  * go looking for one.
1397                  */
1398                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1399                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1400                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1401                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1402                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1403         }
1404         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1405         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1406                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1407         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1408         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1413 {
1414         unsigned long flags;
1415         bool needwake;
1416         struct rcu_node *rnp;
1417
1418         local_irq_save(flags);
1419         rnp = rdp->mynode;
1420         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1421              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1422             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1423                 local_irq_restore(flags);
1424                 return;
1425         }
1426         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1427         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1428         if (needwake)
1429                 rcu_gp_kthread_wake();
1430 }
1431
1432 static void rcu_gp_slow(int delay)
1433 {
1434         if (delay > 0 &&
1435             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1436               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1437                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1442  */
1443 static bool rcu_gp_init(void)
1444 {
1445         unsigned long flags;
1446         unsigned long oldmask;
1447         unsigned long mask;
1448         struct rcu_data *rdp;
1449         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1450
1451         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1452         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1453         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1454                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1455                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1456                 return false;
1457         }
1458         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1459
1460         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1461                 /*
1462                  * Grace period already in progress, don't start another.
1463                  * Not supposed to be able to happen.
1464                  */
1465                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1466                 return false;
1467         }
1468
1469         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1470         record_gp_stall_check_time();
1471         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1472         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1473         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1474         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1475
1476         /*
1477          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1478          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1479          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1480          * will handle subsequent offline CPUs.
1481          */
1482         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1483         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1484                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1485                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1486                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1487                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1488                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1489                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1490                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1491                         continue;
1492                 }
1493
1494                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1495                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1496                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1497
1498                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1499                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1500                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1501                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1502                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1503                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1504                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1505                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1506                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1507                         }
1508                 }
1509
1510                 /*
1511                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1512                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1513                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1514                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1515                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1516                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1517                  */
1518                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1519                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1520                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1521                         if (!rnp->qsmaskinit)
1522                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1523                 }
1524
1525                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1526                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1527         }
1528         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1529
1530         /*
1531          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1532          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1533          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1534          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1535          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1536          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1537          * corresponding leaf node has been initialized.
1538          *
1539          * The grace period cannot complete until the initialization
1540          * process finishes, because this kthread handles both.
1541          */
1542         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1543         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1544                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1545                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1546                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1547                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1548                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1549                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1550                 if (rnp == rdp->mynode)
1551                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1552                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1553                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1554                                             rnp->level, rnp->grplo,
1555                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1556                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1557                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1558                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1559                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1560                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1561                 else
1562                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1563                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1564                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1565         }
1566
1567         return true;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1572  * time.
1573  */
1574 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1575 {
1576         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1577
1578         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1579         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1580         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1581                 return true;
1582
1583         /* The current grace period has completed. */
1584         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1585                 return true;
1586
1587         return false;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Do one round of quiescent-state forcing.
1592  */
1593 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1594 {
1595         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1596
1597         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1598         rcu_state.n_force_qs++;
1599         if (first_time) {
1600                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1601                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1602         } else {
1603                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1604                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1605         }
1606         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1607         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1608                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1609                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1610                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1611                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1612         }
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1617  */
1618 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1619 {
1620         bool first_gp_fqs;
1621         int gf;
1622         unsigned long j;
1623         int ret;
1624         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1625
1626         first_gp_fqs = true;
1627         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1628         ret = 0;
1629         for (;;) {
1630                 if (!ret) {
1631                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1632                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1633                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1634                 }
1635                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1636                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1637                                        TPS("fqswait"));
1638                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1639                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1640                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1641                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1642                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1643                 /* If grace period done, leave loop. */
1644                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1645                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1646                         break;
1647                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1648                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs) ||
1649                     (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1650                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1651                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1652                                                TPS("fqsstart"));
1653                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1654                         first_gp_fqs = false;
1655                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1656                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1657                                                TPS("fqsend"));
1658                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1659                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1660                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1661                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1662                 } else {
1663                         /* Deal with stray signal. */
1664                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1665                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1666                         WARN_ON(signal_pending(current));
1667                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1668                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1669                                                TPS("fqswaitsig"));
1670                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1671                         j = jiffies;
1672                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1673                                 j = 1;
1674                         else
1675                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1676                 }
1677         }
1678 }
1679
1680 /*
1681  * Clean up after the old grace period.
1682  */
1683 static void rcu_gp_cleanup(void)
1684 {
1685         unsigned long gp_duration;
1686         bool needgp = false;
1687         unsigned long new_gp_seq;
1688         bool offloaded;
1689         struct rcu_data *rdp;
1690         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1691         struct swait_queue_head *sq;
1692
1693         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1694         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1695         rcu_state.gp_end = jiffies;
1696         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1697         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1698                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1699
1700         /*
1701          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1702          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1703          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1704          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1705          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1706          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1707          */
1708         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1709
1710         /*
1711          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1712          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1713          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1714          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1715          * the current grace period to be completely recorded in all of
1716          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1717          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1718          */
1719         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1720         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1721         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1722                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1723                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1724                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1725                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1726                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1727                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1728                 if (rnp == rdp->mynode)
1729                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1730                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1731                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1732                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1733                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1734                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1735                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1736                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1737                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1738         }
1739         rnp = rcu_get_root();
1740         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1741
1742         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1743         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1744         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1745         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
1746         /* Check for GP requests since above loop. */
1747         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1748         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1749                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1750                                   TPS("CleanupMore"));
1751                 needgp = true;
1752         }
1753         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1754         offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1755                     rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1756         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1757                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1758                 rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
1759                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1760                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1761                                        TPS("newreq"));
1762         } else {
1763                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1764                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1765         }
1766         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Body of kthread that handles grace periods.
1771  */
1772 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1773 {
1774         rcu_bind_gp_kthread();
1775         for (;;) {
1776
1777                 /* Handle grace-period start. */
1778                 for (;;) {
1779                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1780                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1781                                                TPS("reqwait"));
1782                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1783                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1784                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1785                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1786                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
1787                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1788                         if (rcu_gp_init())
1789                                 break;
1790                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1791                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1792                         WARN_ON(signal_pending(current));
1793                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1794                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1795                                                TPS("reqwaitsig"));
1796                 }
1797
1798                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1799                 rcu_gp_fqs_loop();
1800
1801                 /* Handle grace-period end. */
1802                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
1803                 rcu_gp_cleanup();
1804                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
1805         }
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1810  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1811  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1812  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1813  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1814  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1815  * before return.
1816  */
1817 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1818         __releases(rcu_get_root()->lock)
1819 {
1820         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1821         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1822         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1823                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1824         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1825         rcu_gp_kthread_wake();
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1830  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1831  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1832  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1833  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1834  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1835  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1836  * must be held upon entry, and it is released before return.
1837  *
1838  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1839  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1840  * during grace-period initialization.
1841  */
1842 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1843                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1844         __releases(rnp->lock)
1845 {
1846         unsigned long oldmask = 0;
1847         struct rcu_node *rnp_c;
1848
1849         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1850
1851         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1852         for (;;) {
1853                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1854
1855                         /*
1856                          * Our bit has already been cleared, or the
1857                          * relevant grace period is already over, so done.
1858                          */
1859                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1860                         return;
1861                 }
1862                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1863                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1864                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1865                 rnp->qsmask &= ~mask;
1866                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1867                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1868                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1869                                                  !!rnp->gp_tasks);
1870                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1871
1872                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1873                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1874                         return;
1875                 }
1876                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1877                 mask = rnp->grpmask;
1878                 if (rnp->parent == NULL) {
1879
1880                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1881
1882                         break;
1883                 }
1884                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1885                 rnp_c = rnp;
1886                 rnp = rnp->parent;
1887                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1888                 oldmask = rnp_c->qsmask;
1889         }
1890
1891         /*
1892          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1893          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1894          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1895          */
1896         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1901  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1902  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1903  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1904  * disabled.
1905  */
1906 static void __maybe_unused
1907 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1908         __releases(rnp->lock)
1909 {
1910         unsigned long gps;
1911         unsigned long mask;
1912         struct rcu_node *rnp_p;
1913
1914         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1915         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION)) ||
1916             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1917             rnp->qsmask != 0) {
1918                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1919                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1920         }
1921
1922         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1923         rnp_p = rnp->parent;
1924         if (rnp_p == NULL) {
1925                 /*
1926                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1927                  * try to report up to its nonexistent parent!
1928                  */
1929                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1930                 return;
1931         }
1932
1933         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1934         gps = rnp->gp_seq;
1935         mask = rnp->grpmask;
1936         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1937         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1938         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1943  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1944  */
1945 static void
1946 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_data *rdp)
1947 {
1948         unsigned long flags;
1949         unsigned long mask;
1950         bool needwake = false;
1951         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1952                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1953         struct rcu_node *rnp;
1954
1955         rnp = rdp->mynode;
1956         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1957         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1958             rdp->gpwrap) {
1959
1960                 /*
1961                  * The grace period in which this quiescent state was
1962                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1963                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1964                  * within the current grace period.
1965                  */
1966                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1967                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1968                 return;
1969         }
1970         mask = rdp->grpmask;
1971         rdp->core_needs_qs = false;
1972         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1973                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1974         } else {
1975                 /*
1976                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1977                  * callbacks can be processed during the next GP.
1978                  */
1979                 if (!offloaded)
1980                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1981
1982                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1983                 /* ^^^ Released rnp->lock */
1984                 if (needwake)
1985                         rcu_gp_kthread_wake();
1986         }
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1991  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1992  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1993  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1994  */
1995 static void
1996 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
1997 {
1998         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1999         note_gp_changes(rdp);
2000
2001         /*
2002          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2003          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2004          */
2005         if (!rdp->core_needs_qs)
2006                 return;
2007
2008         /*
2009          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2010          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2011          */
2012         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2013                 return;
2014
2015         /*
2016          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2017          * judge of that).
2018          */
2019         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rdp);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2024  * is going offline.
2025  */
2026 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2027 {
2028         bool blkd;
2029         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2030         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2031
2032         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2033                 return 0;
2034
2035         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2036         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2037                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2038         return 0;
2039 }
2040
2041 /*
2042  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2043  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2044  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2045  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2046  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2047  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2048  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2049  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2050  * updated.
2051  *
2052  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2053  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2054  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2055  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2056  * invoke it again.
2057  */
2058 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2059 {
2060         long mask;
2061         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2062
2063         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2064         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2065             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2066             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2067                 return;
2068         for (;;) {
2069                 mask = rnp->grpmask;
2070                 rnp = rnp->parent;
2071                 if (!rnp)
2072                         break;
2073                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2074                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2075                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2076                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2077                 if (rnp->qsmaskinit) {
2078                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2079                         /* irqs remain disabled. */
2080                         return;
2081                 }
2082                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2083         }
2084 }
2085
2086 /*
2087  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2088  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2089  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2090  * explicit locking.
2091  */
2092 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2093 {
2094         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2095         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2096
2097         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2098                 return 0;
2099
2100         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2101         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2102         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2103         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2104         return 0;
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2109  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2110  */
2111 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2112 {
2113         unsigned long flags;
2114         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2115                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2116         struct rcu_head *rhp;
2117         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2118         long bl, count;
2119         long pending, tlimit = 0;
2120
2121         /* If no callbacks are ready, just return. */
2122         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2123                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2124                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2125                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2126                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2127                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2128                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2129                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2130                 return;
2131         }
2132
2133         /*
2134          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2135          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2136          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2137          */
2138         local_irq_save(flags);
2139         rcu_nocb_lock(rdp);
2140         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2141         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2142         bl = max(rdp->blimit, pending >> rcu_divisor);
2143         if (unlikely(bl > 100))
2144                 tlimit = local_clock() + rcu_resched_ns;
2145         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2146                               rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2147                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2148         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2149         if (offloaded)
2150                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2151         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2152
2153         /* Invoke callbacks. */
2154         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2155         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2156                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2157                 if (__rcu_reclaim(rcu_state.name, rhp))
2158                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2159                 /*
2160                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2161                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2162                  */
2163                 if (-rcl.len >= bl && !offloaded &&
2164                     (need_resched() ||
2165                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2166                         break;
2167                 if (unlikely(tlimit)) {
2168                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2169                         if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2170                                 continue;
2171                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2172                         break;
2173                 }
2174                 if (offloaded) {
2175                         WARN_ON_ONCE(in_serving_softirq());
2176                         local_bh_enable();
2177                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2178                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2179                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2180                         local_bh_disable();
2181                 }
2182         }
2183
2184         local_irq_save(flags);
2185         rcu_nocb_lock(rdp);
2186         count = -rcl.len;
2187         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2188                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2189
2190         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2191         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2192         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2193         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2194
2195         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2196         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2197         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2198                 rdp->blimit = blimit;
2199
2200         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2201         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2202                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2203                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2204         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2205                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2206
2207         /*
2208          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2209          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2210          */
2211         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2212         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2213                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2214
2215         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2216
2217         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2218         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2219                 invoke_rcu_core();
2220 }
2221
2222 /*
2223  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2224  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2225  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2226  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2227  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2228  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2229  */
2230 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2231 {
2232         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2233         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2234         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2235         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2236                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2237                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2238                         set_tsk_need_resched(current);
2239                         set_preempt_need_resched();
2240                 }
2241                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2242         }
2243         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2244         if (rcu_pending())
2245                 invoke_rcu_core();
2246
2247         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2252  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2253  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2254  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2255  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2256  */
2257 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2258 {
2259         int cpu;
2260         unsigned long flags;
2261         unsigned long mask;
2262         struct rcu_node *rnp;
2263
2264         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2265                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2266                 mask = 0;
2267                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2268                 if (rnp->qsmask == 0) {
2269                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) ||
2270                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2271                                 /*
2272                                  * No point in scanning bits because they
2273                                  * are all zero.  But we might need to
2274                                  * priority-boost blocked readers.
2275                                  */
2276                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2277                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2278                                 continue;
2279                         }
2280                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2281                         continue;
2282                 }
2283                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2284                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2285                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2286                                 if (f(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)))
2287                                         mask |= bit;
2288                         }
2289                 }
2290                 if (mask != 0) {
2291                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2292                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2293                 } else {
2294                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2295                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2296                 }
2297         }
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2302  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2303  */
2304 void rcu_force_quiescent_state(void)
2305 {
2306         unsigned long flags;
2307         bool ret;
2308         struct rcu_node *rnp;
2309         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2310
2311         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2312         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2313         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2314                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2315                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2316                 if (rnp_old != NULL)
2317                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2318                 if (ret)
2319                         return;
2320                 rnp_old = rnp;
2321         }
2322         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2323
2324         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2325         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2326         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2327         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2328                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2329                 return;  /* Someone beat us to it. */
2330         }
2331         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2332                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2333         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2334         rcu_gp_kthread_wake();
2335 }
2336 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2337
2338 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2339 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2340 {
2341         unsigned long flags;
2342         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2343         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2344         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2345                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2346
2347         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2348                 return;
2349         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2350         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2351
2352         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2353         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2354                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2355         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2356                 set_tsk_need_resched(current);
2357                 set_preempt_need_resched();
2358         }
2359
2360         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2361         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2362
2363         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2364         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2365             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2366                 local_irq_save(flags);
2367                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2368                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2369                 local_irq_restore(flags);
2370         }
2371
2372         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2373
2374         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2375         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2376             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2377                 rcu_do_batch(rdp);
2378
2379         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2380         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2381         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2382 }
2383
2384 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2385 {
2386         rcu_core();
2387 }
2388
2389 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2390 {
2391         /*
2392          * If the thread is yielding, only wake it when this
2393          * is invoked from idle
2394          */
2395         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2396                 wake_up_process(t);
2397 }
2398
2399 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2400 {
2401         struct task_struct *t;
2402         unsigned long flags;
2403
2404         local_irq_save(flags);
2405         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2406         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2407         if (t != NULL && t != current)
2408                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2409         local_irq_restore(flags);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2414  */
2415 static void invoke_rcu_core(void)
2416 {
2417         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2418                 return;
2419         if (use_softirq)
2420                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2421         else
2422                 invoke_rcu_core_kthread();
2423 }
2424
2425 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2426 {
2427         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2428 }
2429
2430 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2431 {
2432         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2437  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2438  * priority boosting.
2439  */
2440 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2441 {
2442         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2443         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2444         int spincnt;
2445
2446         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2447                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
2448                 local_bh_disable();
2449                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2450                 local_irq_disable();
2451                 work = *workp;
2452                 *workp = 0;
2453                 local_irq_enable();
2454                 if (work)
2455                         rcu_core();
2456                 local_bh_enable();
2457                 if (*workp == 0) {
2458                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2459                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2460                         return;
2461                 }
2462         }
2463         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2464         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2465         schedule_timeout_interruptible(2);
2466         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2467         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2468 }
2469
2470 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2471         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2472         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2473         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2474         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2475         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2476         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2477 };
2478
2479 /*
2480  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2481  */
2482 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2483 {
2484         int cpu;
2485
2486         for_each_possible_cpu(cpu)
2487                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2488         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2489                 return 0;
2490         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2491                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2492         return 0;
2493 }
2494 early_initcall(rcu_spawn_core_kthreads);
2495
2496 /*
2497  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2498  */
2499 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2500                             unsigned long flags)
2501 {
2502         /*
2503          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2504          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2505          */
2506         if (!rcu_is_watching())
2507                 invoke_rcu_core();
2508
2509         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2510         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2511                 return;
2512
2513         /*
2514          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2515          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2516          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2517          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2518          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2519          */
2520         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2521                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2522
2523                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2524                 note_gp_changes(rdp);
2525
2526                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2527                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2528                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2529                 } else {
2530                         /* Give the grace period a kick. */
2531                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2532                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2533                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2534                                 rcu_force_quiescent_state();
2535                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2536                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2537                 }
2538         }
2539 }
2540
2541 /*
2542  * RCU callback function to leak a callback.
2543  */
2544 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2545 {
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2550  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2551  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only rcu_barrier()
2552  * is expected to specify a CPU.
2553  */
2554 static void
2555 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy)
2556 {
2557         unsigned long flags;
2558         struct rcu_data *rdp;
2559         bool was_alldone;
2560
2561         /* Misaligned rcu_head! */
2562         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2563
2564         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2565                 /*
2566                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2567                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2568                  * time callback was passed to __call_rcu().
2569                  */
2570                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2571                           head, head->func);
2572                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2573                 return;
2574         }
2575         head->func = func;
2576         head->next = NULL;
2577         local_irq_save(flags);
2578         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2579
2580         /* Add the callback to our list. */
2581         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2582                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2583                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2584                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2585                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2586                 // and then drop through to queue the callback.
2587                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2588                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2589         }
2590         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2591                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2592         /* If we get here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock. */
2593         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2594         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2595                 trace_rcu_kfree_callback(rcu_state.name, head,
2596                                          (unsigned long)func,
2597                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2598                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2599         else
2600                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2601                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2602                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2603
2604         /* Go handle any RCU core processing required. */
2605         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2606             unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
2607                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2608         } else {
2609                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2610                 local_irq_restore(flags);
2611         }
2612 }
2613
2614 /**
2615  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2616  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2617  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2618  *
2619  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2620  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2621  * critical sections have completed.  However, the callback function
2622  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2623  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
2624  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
2625  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
2626  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
2627  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
2628  * handlers, and NMI handlers.
2629  *
2630  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2631  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2632  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2633  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2634  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2635  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2636  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2637  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2638  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2639  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2640  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2641  *
2642  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2643  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2644  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2645  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2646  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2647  * more than one CPU).
2648  */
2649 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2650 {
2651         __call_rcu(head, func, 0);
2652 }
2653 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2654
2655 /*
2656  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2657  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2658  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2659  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2660  * function may only be called from __kfree_rcu().
2661  */
2662 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2663 {
2664         __call_rcu(head, func, 1);
2665 }
2666 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2667
2668 /*
2669  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
2670  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPT.
2671  *
2672  * Howevr, because a context switch is a grace period for !PREEMPT, any
2673  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
2674  * there is only one CPU online at any point time during execution of
2675  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
2676  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2677  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
2678  * overhead: RCU still operates correctly.
2679  */
2680 static int rcu_blocking_is_gp(void)
2681 {
2682         int ret;
2683
2684         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
2685                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
2686         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2687         preempt_disable();
2688         ret = num_online_cpus() <= 1;
2689         preempt_enable();
2690         return ret;
2691 }
2692
2693 /**
2694  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
2695  *
2696  * Control will return to the caller some time after a full grace
2697  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
2698  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
2699  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
2700  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
2701  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
2702  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
2703  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
2704  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2705  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2706  * and NMI handlers.
2707  *
2708  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2709  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
2710  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
2711  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
2712  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
2713  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2714  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2715  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
2716  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2717  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2718  * that are executing in the kernel.
2719  *
2720  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
2721  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2722  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2723  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2724  * again only if the system has more than one CPU).
2725  */
2726 void synchronize_rcu(void)
2727 {
2728         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
2729                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
2730                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2731                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
2732         if (rcu_blocking_is_gp())
2733                 return;
2734         if (rcu_gp_is_expedited())
2735                 synchronize_rcu_expedited();
2736         else
2737                 wait_rcu_gp(call_rcu);
2738 }
2739 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
2740
2741 /**
2742  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2743  *
2744  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2745  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2746  * meantime.
2747  */
2748 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2749 {
2750         /*
2751          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2752          * before the load from ->gp_seq.
2753          */
2754         smp_mb();  /* ^^^ */
2755         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
2756 }
2757 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2758
2759 /**
2760  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2761  *
2762  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2763  *
2764  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2765  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2766  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2767  *
2768  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2769  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2770  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2771  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2772  */
2773 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2774 {
2775         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
2776                 synchronize_rcu();
2777         else
2778                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
2779 }
2780 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2781
2782 /*
2783  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
2784  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
2785  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
2786  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
2787  * stalls first, else we might not get a chance.
2788  */
2789 static int rcu_pending(void)
2790 {
2791         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2792         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2793
2794         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2795         check_cpu_stall(rdp);
2796
2797         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2798         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2799                 return 1;
2800
2801         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2802         if (rcu_nohz_full_cpu())
2803                 return 0;
2804
2805         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2806         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2807                 return 1;
2808
2809         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2810         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2811                 return 1;
2812
2813         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2814         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2815             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
2816             (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) ||
2817              !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist)) &&
2818             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2819                 return 1;
2820
2821         /* Have RCU grace period completed or started?  */
2822         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
2823             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
2824                 return 1;
2825
2826         /* nothing to do */
2827         return 0;
2828 }
2829
2830 /*
2831  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2832  * the compiler is expected to optimize this away.
2833  */
2834 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
2835 {
2836         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
2837                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
2842  * up the task executing rcu_barrier().
2843  */
2844 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2845 {
2846         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
2847                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1,
2848                                    rcu_state.barrier_sequence);
2849                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
2850         } else {
2851                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2852         }
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2857  */
2858 static void rcu_barrier_func(void *unused)
2859 {
2860         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2861
2862         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2863         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
2864         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
2865         rcu_nocb_lock(rdp);
2866         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
2867         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
2868                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
2869         } else {
2870                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
2871                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
2872                                    rcu_state.barrier_sequence);
2873         }
2874         rcu_nocb_unlock(rdp);
2875 }
2876
2877 /**
2878  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
2879  *
2880  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
2881  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
2882  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
2883  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
2884  */
2885 void rcu_barrier(void)
2886 {
2887         int cpu;
2888         struct rcu_data *rdp;
2889         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
2890
2891         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
2892
2893         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2894         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
2895
2896         /* Did someone else do our work for us? */
2897         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
2898                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
2899                                    rcu_state.barrier_sequence);
2900                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2901                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
2902                 return;
2903         }
2904
2905         /* Mark the start of the barrier operation. */
2906         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
2907         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2908
2909         /*
2910          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2911          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2912          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2913          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2914          */
2915         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
2916         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 1);
2917         get_online_cpus();
2918
2919         /*
2920          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2921          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2922          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2923          */
2924         for_each_possible_cpu(cpu) {
2925                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2926                 if (!cpu_online(cpu) &&
2927                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
2928                         continue;
2929                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
2930                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
2931                                            rcu_state.barrier_sequence);
2932                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, NULL, 1);
2933                 } else {
2934                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
2935                                            rcu_state.barrier_sequence);
2936                 }
2937         }
2938         put_online_cpus();
2939
2940         /*
2941          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2942          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2943          */
2944         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count))
2945                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
2946
2947         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2948         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
2949
2950         /* Mark the end of the barrier operation. */
2951         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2952         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
2953
2954         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2955         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
2958
2959 /*
2960  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
2961  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
2962  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
2963  * disabled.
2964  */
2965 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2966 {
2967         long mask;
2968         long oldmask;
2969         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2970
2971         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2972         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
2973         for (;;) {
2974                 mask = rnp->grpmask;
2975                 rnp = rnp->parent;
2976                 if (rnp == NULL)
2977                         return;
2978                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
2979                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2980                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2981                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
2982                 if (oldmask)
2983                         return;
2984         }
2985 }
2986
2987 /*
2988  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2989  */
2990 static void __init
2991 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
2992 {
2993         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2994
2995         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2996         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
2997         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
2998         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
2999         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3000         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3001         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3002         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3003         rdp->cpu = cpu;
3004         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3009  * are available.  The incoming CPU is not present.
3010  *
3011  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3012  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3013  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3014  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
3015  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
3016  */
3017 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3018 {
3019         unsigned long flags;
3020         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3021         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3022
3023         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3024         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3025         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3026         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
3027         rdp->blimit = blimit;
3028         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3029             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3030                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3031         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
3032         rcu_dynticks_eqs_online();
3033         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3034
3035         /*
3036          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3037          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3038          * of the next grace period.
3039          */
3040         rnp = rdp->mynode;
3041         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3042         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3043         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3044         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3045         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3046         rdp->core_needs_qs = false;
3047         rdp->rcu_iw_pending = false;
3048         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3049         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3050         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3051         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3052         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
3053
3054         return 0;
3055 }
3056
3057 /*
3058  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3059  */
3060 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3061 {
3062         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3063
3064         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3065 }
3066
3067 /*
3068  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3069  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3070  */
3071 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3072 {
3073         unsigned long flags;
3074         struct rcu_data *rdp;
3075         struct rcu_node *rnp;
3076
3077         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3078         rnp = rdp->mynode;
3079         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3080         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3081         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3082         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3083                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3084         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3085         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3086         return 0;
3087 }
3088
3089 /*
3090  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3091  * with pretty much all services enabled.
3092  */
3093 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3094 {
3095         unsigned long flags;
3096         struct rcu_data *rdp;
3097         struct rcu_node *rnp;
3098
3099         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3100         rnp = rdp->mynode;
3101         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3102         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3103         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3104
3105         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3106         return 0;
3107 }
3108
3109 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3110
3111 /*
3112  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3113  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3114  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3115  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3116  * will result in lockdep splats.
3117  *
3118  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3119  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3120  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3121  */
3122 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3123 {
3124         unsigned long flags;
3125         unsigned long mask;
3126         int nbits;
3127         unsigned long oldmask;
3128         struct rcu_data *rdp;
3129         struct rcu_node *rnp;
3130
3131         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3132                 return;
3133
3134         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3135
3136         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3137         rnp = rdp->mynode;
3138         mask = rdp->grpmask;
3139         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3140         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3141         oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3142         rnp->expmaskinitnext |= mask;
3143         oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3144         nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3145         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3146         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + nbits); /* ^^^ */
3147         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
3148         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3149         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3150         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
3151                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
3152                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3153         } else {
3154                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3155         }
3156         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3157 }
3158
3159 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3160 /*
3161  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3162  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
3163  *
3164  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3165  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3166  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3167  */
3168 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3169 {
3170         unsigned long flags;
3171         unsigned long mask;
3172         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3173         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3174
3175         /* QS for any half-done expedited grace period. */
3176         preempt_disable();
3177         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
3178         preempt_enable();
3179         rcu_preempt_deferred_qs(current);
3180
3181         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3182         mask = rdp->grpmask;
3183         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
3184         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3185         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3186         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3187         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
3188                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
3189                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3190                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3191         }
3192         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3193         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3194         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
3195
3196         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3197 }
3198
3199 /*
3200  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
3201  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
3202  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
3203  */
3204 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3205 {
3206         unsigned long flags;
3207         struct rcu_data *my_rdp;
3208         struct rcu_node *my_rnp;
3209         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3210         bool needwake;
3211
3212         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
3213             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3214                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3215
3216         local_irq_save(flags);
3217         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3218         my_rnp = my_rdp->mynode;
3219         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
3220         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
3221         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
3222         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3223         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
3224                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
3225         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3226         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
3227         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
3228         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3229                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3230         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
3231                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
3232                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
3233         } else {
3234                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
3235                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
3236         }
3237         if (needwake)
3238                 rcu_gp_kthread_wake();
3239         lockdep_assert_irqs_enabled();
3240         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3241                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3242                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3243                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3244                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3245 }
3246 #endif
3247
3248 /*
3249  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3250  * and hibernation run faster.
3251  */
3252 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3253                          unsigned long action, void *hcpu)
3254 {
3255         switch (action) {
3256         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3257         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3258                 rcu_expedite_gp();
3259                 break;
3260         case PM_POST_HIBERNATION:
3261         case PM_POST_SUSPEND:
3262                 rcu_unexpedite_gp();
3263                 break;
3264         default:
3265                 break;
3266         }
3267         return NOTIFY_OK;
3268 }
3269
3270 /*
3271  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
3272  */
3273 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3274 {
3275         unsigned long flags;
3276         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3277         struct rcu_node *rnp;
3278         struct sched_param sp;
3279         struct task_struct *t;
3280
3281         /* Force priority into range. */
3282         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
3283             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
3284                 kthread_prio = 2;
3285         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3286                 kthread_prio = 1;
3287         else if (kthread_prio < 0)
3288                 kthread_prio = 0;
3289         else if (kthread_prio > 99)
3290                 kthread_prio = 99;
3291
3292         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3293                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3294                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3295
3296         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3297         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
3298         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
3299                 return 0;
3300         if (kthread_prio) {
3301                 sp.sched_priority = kthread_prio;
3302                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3303         }
3304         rnp = rcu_get_root();
3305         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3306         rcu_state.gp_kthread = t;
3307         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3308         wake_up_process(t);
3309         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3310         rcu_spawn_boost_kthreads();
3311         return 0;
3312 }
3313 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3314
3315 /*
3316  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3317  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3318  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3319  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3320  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3321  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3322  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3323  * runtime RCU functionality.
3324  */
3325 void rcu_scheduler_starting(void)
3326 {
3327         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3328         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3329         rcu_test_sync_prims();
3330         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3331         rcu_test_sync_prims();
3332 }
3333
3334 /*
3335  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
3336  */
3337 static void __init rcu_init_one(void)
3338 {
3339         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3340         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3341         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3342         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3343
3344         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3345         int cpustride = 1;
3346         int i;
3347         int j;
3348         struct rcu_node *rnp;
3349
3350         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3351
3352         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3353         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3354                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3355
3356         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3357
3358         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3359                 rcu_state.level[i] =
3360                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3361         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3362
3363         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3364
3365         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3366                 cpustride *= levelspread[i];
3367                 rnp = rcu_state.level[i];
3368                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3369                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3370                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3371                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3372                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3373                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3374                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3375                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3376                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
3377                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
3378                         rnp->qsmask = 0;
3379                         rnp->qsmaskinit = 0;
3380                         rnp->grplo = j * cpustride;
3381                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3382                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3383                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3384                         if (i == 0) {
3385                                 rnp->grpnum = 0;
3386                                 rnp->grpmask = 0;
3387                                 rnp->parent = NULL;
3388                         } else {
3389                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3390                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
3391                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
3392                                               j / levelspread[i - 1];
3393                         }
3394                         rnp->level = i;
3395                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3396                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3397                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3398                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3399                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3400                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3401                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3402                 }
3403         }
3404
3405         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
3406         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
3407         rnp = rcu_first_leaf_node();
3408         for_each_possible_cpu(i) {
3409                 while (i > rnp->grphi)
3410                         rnp++;
3411                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
3412                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
3413         }
3414 }
3415
3416 /*
3417  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3418  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3419  * the ->node array in the rcu_state structure.
3420  */
3421 static void __init rcu_init_geometry(void)
3422 {
3423         ulong d;
3424         int i;
3425         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3426
3427         /*
3428          * Initialize any unspecified boot parameters.
3429          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3430          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3431          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3432          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3433          */
3434         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3435         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3436                 jiffies_till_first_fqs = d;
3437         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3438                 jiffies_till_next_fqs = d;
3439         adjust_jiffies_till_sched_qs();
3440
3441         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3442         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
3443             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3444                 return;
3445         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
3446                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3447
3448         /*
3449          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
3450          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
3451          * Complain and fall back to the compile-time values if this
3452          * limit is exceeded.
3453          */
3454         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
3455             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
3456                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3457                 WARN_ON(1);
3458                 return;
3459         }
3460
3461         /*
3462          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3463          * with the given number of levels.
3464          */
3465         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
3466         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
3467                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
3468
3469         /*
3470          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
3471          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
3472          */
3473         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
3474                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3475                 WARN_ON(1);
3476                 return;
3477         }
3478
3479         /* Calculate the number of levels in the tree. */
3480         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
3481         }
3482         rcu_num_lvls = i + 1;
3483
3484         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3485         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
3486                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
3487                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
3488         }
3489
3490         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3491         rcu_num_nodes = 0;
3492         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3493                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3494 }
3495
3496 /*
3497  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
3498  * with the rcu_state structure.
3499  */
3500 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
3501 {
3502         int level = 0;
3503         struct rcu_node *rnp;
3504
3505         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
3506         pr_info(" ");
3507         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
3508                 if (rnp->level != level) {
3509                         pr_cont("\n");
3510                         pr_info(" ");
3511                         level = rnp->level;
3512                 }
3513                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
3514         }
3515         pr_cont("\n");
3516 }
3517
3518 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
3519 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
3520
3521 void __init rcu_init(void)
3522 {
3523         int cpu;
3524
3525         rcu_early_boot_tests();
3526
3527         rcu_bootup_announce();
3528         rcu_init_geometry();
3529         rcu_init_one();
3530         if (dump_tree)
3531                 rcu_dump_rcu_node_tree();
3532         if (use_softirq)
3533                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
3534
3535         /*
3536          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3537          * this is called early in boot, before either interrupts
3538          * or the scheduler are operational.
3539          */
3540         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3541         for_each_online_cpu(cpu) {
3542                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
3543                 rcu_cpu_starting(cpu);
3544                 rcutree_online_cpu(cpu);
3545         }
3546
3547         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
3548         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3549         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
3550         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3551         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
3552         srcu_init();
3553 }
3554
3555 #include "tree_stall.h"
3556 #include "tree_exp.h"
3557 #include "tree_plugin.h"