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