rcu: Place guard on rcu_all_qs() and rcu_note_context_switch() actions
[linux-2.6-block.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.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  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
73  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
74  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
75  * that points to the string being used, and this will allow
76  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
77  * address to the matching string.
78  */
79 #ifdef CONFIG_TRACING
80 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
81 static char sname##_varname[] = #sname; \
82 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
83 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
84 #else
85 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
87 #endif
88
89 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
90 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
91 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
92 struct rcu_state sname##_state = { \
93         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
94         .rda = &sname##_data, \
95         .call = cr, \
96         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
97         .gpnum = 0UL - 300UL, \
98         .completed = 0UL - 300UL, \
99         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
100         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
101         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
102         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
103         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
104         .abbr = sabbr, \
105         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
106         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
107 }
108
109 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
111
112 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
113 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
114
115 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
116 static bool dump_tree;
117 module_param(dump_tree, bool, 0444);
118 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
119 static bool rcu_fanout_exact;
120 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
121 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
122 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
123 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
124 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
125 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
126 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
129 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
133  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
134  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
135  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
136  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
137  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
138  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
139  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
140  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
141  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
142  */
143 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
145
146 /*
147  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
148  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
149  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
150  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
151  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
152  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
153  *
154  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
155  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
156  * a time.
157  */
158 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
159
160 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
163 static void invoke_rcu_core(void);
164 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
165 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
166                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
167 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
168
169 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
170 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
171 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
172 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
173 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
174 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
175 module_param(kthread_prio, int, 0644);
176
177 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
178
179 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
180 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
181 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
182 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
183 static const int gp_preinit_delay;
184 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
185
186 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
187 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
188 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
189 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
190 static const int gp_init_delay;
191 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
192
193 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
194 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
195 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
196 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
197 static const int gp_cleanup_delay;
198 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
199
200 /*
201  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
202  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
203  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
204  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
205  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
206  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
207  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
208  */
209 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
210
211 /*
212  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
213  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
214  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
215  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
216  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
217  * These variables enable correlating rcutorture output with the
218  * RCU tracing information.
219  */
220 unsigned long rcutorture_testseq;
221 unsigned long rcutorture_vernum;
222
223 /*
224  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
225  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
226  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
227  * in most contexts.
228  */
229 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
230 {
231         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
232 }
233
234 /*
235  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
236  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
237  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
238  */
239 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
240 {
241         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
242 }
243
244 /*
245  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
246  * how many quiescent states passed, just if there was at least
247  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
248  * The caller must have disabled preemption.
249  */
250 void rcu_sched_qs(void)
251 {
252         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
253                 return;
254         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
255                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
256                                TPS("cpuqs"));
257         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
258         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
259                 return;
260         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
261         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
262                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
263 }
264
265 void rcu_bh_qs(void)
266 {
267         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
268                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
269                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
270                                        TPS("cpuqs"));
271                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
272         }
273 }
274
275 /*
276  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
277  * control.  Initially this is for TLB flushing.
278  */
279 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
280 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
281 #ifndef rcu_eqs_special_exit
282 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
283 #endif
284
285 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
286         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
287         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
288 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
289         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
290         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
291 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
292 };
293
294 /*
295  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
296  * called when not already in an extended quiescent state.
297  */
298 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
299 {
300         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
301         int seq;
302
303         /*
304          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
305          * critical sections, and we also must force ordering with the
306          * next idle sojourn.
307          */
308         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
309         /* Better be in an extended quiescent state! */
310         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
311                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
312         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
313         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
314                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
315 }
316
317 /*
318  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
319  * called from an extended quiescent state.
320  */
321 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
322 {
323         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
324         int seq;
325
326         /*
327          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
328          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
329          * critical section.
330          */
331         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
332         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
333                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
334         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
335                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
336                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
337                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
338                 rcu_eqs_special_exit();
339         }
340 }
341
342 /*
343  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
344  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
345  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
346  * to the next non-quiescent value.
347  *
348  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
349  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
350  * or when the corresponding CPU is offline.
351  */
352 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
353 {
354         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
355
356         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
357                 return;
358         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
359 }
360
361 /*
362  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
363  *
364  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
365  */
366 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
367 {
368         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
369
370         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
371 }
372
373 /*
374  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
375  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
376  */
377 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
378 {
379         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
380
381         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
382 }
383
384 /*
385  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
386  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
387  */
388 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
389 {
390         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
391 }
392
393 /*
394  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
395  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
396  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
397  */
398 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
399 {
400         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
401 }
402
403 /*
404  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
405  * momentary idle-CPU quiescent state.
406  */
407 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
408 {
409         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
410         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
411                                         &rdtp->dynticks);
412
413         /* It is illegal to call this from idle state. */
414         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
415 }
416
417 /*
418  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
419  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
420  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
421  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
422  * an extended quiescent state.
423  */
424 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
425 {
426         int old;
427         int new;
428         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
429
430         do {
431                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
432                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
433                         return false;
434                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
435         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
436         return true;
437 }
438
439 /*
440  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
441  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
442  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
443  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
444  * this CPU might (or might not) do in the near future.
445  *
446  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
447  *
448  * The caller must have disabled interrupts.
449  */
450 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
451 {
452         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
453         rcu_dynticks_momentary_idle();
454 }
455
456 /*
457  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
458  * and requires special handling for preemptible RCU.
459  * The caller must have disabled interrupts.
460  */
461 void rcu_note_context_switch(void)
462 {
463         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
464         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
465         rcu_sched_qs();
466         rcu_preempt_note_context_switch();
467         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
468         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
469                 goto out;
470         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
471         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
472                 rcu_momentary_dyntick_idle();
473         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
474 out:
475         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
476         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
477 }
478 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
479
480 /*
481  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
482  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
483  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
484  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
485  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
486  * all RCU flavors.
487  *
488  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
489  * called externally, but just in case this is called from within this
490  * file.
491  *
492  */
493 void rcu_all_qs(void)
494 {
495         unsigned long flags;
496
497         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
498                 return;
499         preempt_disable();
500         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
501         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
502                 preempt_enable();
503                 return;
504         }
505         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
506         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
507         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
508                 local_irq_save(flags);
509                 rcu_momentary_dyntick_idle();
510                 local_irq_restore(flags);
511         }
512         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
513                 rcu_sched_qs();
514         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
515         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
516         preempt_enable();
517 }
518 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
519
520 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
521 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
522 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
523
524 module_param(blimit, long, 0444);
525 module_param(qhimark, long, 0444);
526 module_param(qlowmark, long, 0444);
527
528 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
529 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
530 static bool rcu_kick_kthreads;
531
532 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
533 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
534 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
535
536 /*
537  * How long the grace period must be before we start recruiting
538  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
539  */
540 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
541 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
542
543 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
544                                   struct rcu_data *rdp);
545 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
546                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
547                                   unsigned long *maxj),
548                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
549 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
550 static int rcu_pending(void);
551
552 /*
553  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
554  */
555 unsigned long rcu_batches_started(void)
556 {
557         return rcu_state_p->gpnum;
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
560
561 /*
562  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
563  */
564 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
565 {
566         return rcu_sched_state.gpnum;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
569
570 /*
571  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
572  */
573 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
574 {
575         return rcu_bh_state.gpnum;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
578
579 /*
580  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
581  */
582 unsigned long rcu_batches_completed(void)
583 {
584         return rcu_state_p->completed;
585 }
586 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
587
588 /*
589  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
590  */
591 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
592 {
593         return rcu_sched_state.completed;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
596
597 /*
598  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
599  */
600 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
601 {
602         return rcu_bh_state.completed;
603 }
604 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
605
606 /*
607  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
608  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
609  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
610  * the cumulative batches since boot.
611  */
612 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
613 {
614         return rcu_state_p->expedited_sequence;
615 }
616 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
617
618 /*
619  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
620  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
621  */
622 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
623 {
624         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
625 }
626 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
627
628 /*
629  * Force a quiescent state.
630  */
631 void rcu_force_quiescent_state(void)
632 {
633         force_quiescent_state(rcu_state_p);
634 }
635 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
636
637 /*
638  * Force a quiescent state for RCU BH.
639  */
640 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
641 {
642         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
643 }
644 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
645
646 /*
647  * Force a quiescent state for RCU-sched.
648  */
649 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
650 {
651         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
652 }
653 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
654
655 /*
656  * Show the state of the grace-period kthreads.
657  */
658 void show_rcu_gp_kthreads(void)
659 {
660         struct rcu_state *rsp;
661
662         for_each_rcu_flavor(rsp) {
663                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
664                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
665                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
666         }
667 }
668 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
669
670 /*
671  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
672  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
673  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
674  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
675  * store this state in rcutorture itself.
676  */
677 void rcutorture_record_test_transition(void)
678 {
679         rcutorture_testseq++;
680         rcutorture_vernum = 0;
681 }
682 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
683
684 /*
685  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
686  */
687 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
688                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
689 {
690         struct rcu_state *rsp = NULL;
691
692         switch (test_type) {
693         case RCU_FLAVOR:
694                 rsp = rcu_state_p;
695                 break;
696         case RCU_BH_FLAVOR:
697                 rsp = &rcu_bh_state;
698                 break;
699         case RCU_SCHED_FLAVOR:
700                 rsp = &rcu_sched_state;
701                 break;
702         default:
703                 break;
704         }
705         if (rsp != NULL) {
706                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
707                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
708                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
709                 return;
710         }
711         *flags = 0;
712         *gpnum = 0;
713         *completed = 0;
714 }
715 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
716
717 /*
718  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
719  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
720  * messages.
721  */
722 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
723 {
724         rcutorture_vernum++;
725 }
726 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
727
728 /*
729  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
730  */
731 static int
732 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
733 {
734         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
735                rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] != NULL;
736 }
737
738 /*
739  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
740  */
741 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
742 {
743         return &rsp->node[0];
744 }
745
746 /*
747  * Is there any need for future grace periods?
748  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
749  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
750  */
751 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
752 {
753         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
754         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
755         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
756
757         return READ_ONCE(*fp);
758 }
759
760 /*
761  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
762  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
763  * normal callback registry.
764  */
765 static bool
766 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
767 {
768         int i;
769
770         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
771                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
772         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
773                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
774         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
775                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
776         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
777                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
778         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
779                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
780                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
781                                  rdp->nxtcompleted[i]))
782                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
783         return false; /* No grace period needed. */
784 }
785
786 /*
787  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
788  *
789  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
790  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
791  * The caller must have disabled interrupts.
792  */
793 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
794 {
795         struct rcu_state *rsp;
796         struct rcu_data *rdp;
797         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
798
799         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
800         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
801             !user && !is_idle_task(current)) {
802                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
803                         idle_task(smp_processor_id());
804
805                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
806                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
807                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
808                           current->pid, current->comm,
809                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
810         }
811         for_each_rcu_flavor(rsp) {
812                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
813                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
814         }
815         rcu_prepare_for_idle();
816         rcu_dynticks_eqs_enter();
817         rcu_dynticks_task_enter();
818
819         /*
820          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
821          * in an RCU read-side critical section.
822          */
823         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
824                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
825         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
826                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
827         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
828                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
829 }
830
831 /*
832  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
833  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
834  */
835 static void rcu_eqs_enter(bool user)
836 {
837         long long oldval;
838         struct rcu_dynticks *rdtp;
839
840         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
841         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
842         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
843                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
844         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
845                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
846                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
847         } else {
848                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
849         }
850 }
851
852 /**
853  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
854  *
855  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
856  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
857  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
858  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
859  *
860  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
861  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
862  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
863  */
864 void rcu_idle_enter(void)
865 {
866         unsigned long flags;
867
868         local_irq_save(flags);
869         rcu_eqs_enter(false);
870         rcu_sysidle_enter(0);
871         local_irq_restore(flags);
872 }
873 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
874
875 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
876 /**
877  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
878  *
879  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
880  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
881  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
882  * when the CPU runs in userspace.
883  */
884 void rcu_user_enter(void)
885 {
886         rcu_eqs_enter(1);
887 }
888 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
889
890 /**
891  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
892  *
893  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
894  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
895  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
896  *
897  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
898  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
899  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
900  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
901  *
902  * Use things like work queues to work around this limitation.
903  *
904  * You have been warned.
905  */
906 void rcu_irq_exit(void)
907 {
908         long long oldval;
909         struct rcu_dynticks *rdtp;
910
911         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
912         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
913         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
914         rdtp->dynticks_nesting--;
915         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
916                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
917         if (rdtp->dynticks_nesting)
918                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
919         else
920                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
921         rcu_sysidle_enter(1);
922 }
923
924 /*
925  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
926  */
927 void rcu_irq_exit_irqson(void)
928 {
929         unsigned long flags;
930
931         local_irq_save(flags);
932         rcu_irq_exit();
933         local_irq_restore(flags);
934 }
935
936 /*
937  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
938  *
939  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
940  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
941  * The caller must have disabled interrupts.
942  */
943 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
944 {
945         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
946
947         rcu_dynticks_task_exit();
948         rcu_dynticks_eqs_exit();
949         rcu_cleanup_after_idle();
950         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
951         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
952             !user && !is_idle_task(current)) {
953                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
954                         idle_task(smp_processor_id());
955
956                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
957                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
958                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
959                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
960                           current->pid, current->comm,
961                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
962         }
963 }
964
965 /*
966  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
967  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
968  */
969 static void rcu_eqs_exit(bool user)
970 {
971         struct rcu_dynticks *rdtp;
972         long long oldval;
973
974         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
975         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
976         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
977         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
978                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
979         } else {
980                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
981                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
982         }
983 }
984
985 /**
986  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
987  *
988  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
989  * read-side critical sections can occur.
990  *
991  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
992  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
993  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
994  * now starting.
995  */
996 void rcu_idle_exit(void)
997 {
998         unsigned long flags;
999
1000         local_irq_save(flags);
1001         rcu_eqs_exit(false);
1002         rcu_sysidle_exit(0);
1003         local_irq_restore(flags);
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
1006
1007 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1008 /**
1009  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
1010  *
1011  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
1012  * run a RCU read side critical section anytime.
1013  */
1014 void rcu_user_exit(void)
1015 {
1016         rcu_eqs_exit(1);
1017 }
1018 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1019
1020 /**
1021  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1022  *
1023  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1024  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1025  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1026  *
1027  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1028  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
1029  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
1030  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
1031  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
1032  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
1033  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
1034  *
1035  * Use things like work queues to work around this limitation.
1036  *
1037  * You have been warned.
1038  */
1039 void rcu_irq_enter(void)
1040 {
1041         struct rcu_dynticks *rdtp;
1042         long long oldval;
1043
1044         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
1045         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1046         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
1047         rdtp->dynticks_nesting++;
1048         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
1049                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
1050         if (oldval)
1051                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
1052         else
1053                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
1054         rcu_sysidle_exit(1);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1059  */
1060 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1061 {
1062         unsigned long flags;
1063
1064         local_irq_save(flags);
1065         rcu_irq_enter();
1066         local_irq_restore(flags);
1067 }
1068
1069 /**
1070  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1071  *
1072  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1073  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1074  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1075  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1076  * run out of stack space first.)
1077  */
1078 void rcu_nmi_enter(void)
1079 {
1080         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1081         int incby = 2;
1082
1083         /* Complain about underflow. */
1084         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1085
1086         /*
1087          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1088          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1089          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1090          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1091          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1092          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1093          */
1094         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1095                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1096                 incby = 1;
1097         }
1098         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1099         barrier();
1100 }
1101
1102 /**
1103  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1104  *
1105  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1106  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1107  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1108  * being RCU-idle.
1109  */
1110 void rcu_nmi_exit(void)
1111 {
1112         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1113
1114         /*
1115          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1116          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1117          * to us!)
1118          */
1119         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1120         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
1121
1122         /*
1123          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1124          * leave it in non-RCU-idle state.
1125          */
1126         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1127                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1128                 return;
1129         }
1130
1131         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1132         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1133         rcu_dynticks_eqs_enter();
1134 }
1135
1136 /**
1137  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1138  *
1139  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1140  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1141  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1142  * least disabled preemption.
1143  */
1144 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1145 {
1146         return !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1147 }
1148
1149 /**
1150  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1151  *
1152  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1153  * or NMI handler, return true.
1154  */
1155 bool notrace rcu_is_watching(void)
1156 {
1157         bool ret;
1158
1159         preempt_disable_notrace();
1160         ret = __rcu_is_watching();
1161         preempt_enable_notrace();
1162         return ret;
1163 }
1164 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1165
1166 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1167
1168 /*
1169  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1170  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1171  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1172  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1173  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1174  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1175  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1176  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1177  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1178  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1179  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1180  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1181  * of the CPU.
1182  *
1183  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1184  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1185  *
1186  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1187  * errors from NMI handlers anyway.
1188  */
1189 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1190 {
1191         struct rcu_data *rdp;
1192         struct rcu_node *rnp;
1193         bool ret;
1194
1195         if (in_nmi())
1196                 return true;
1197         preempt_disable();
1198         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1199         rnp = rdp->mynode;
1200         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1201               !rcu_scheduler_fully_active;
1202         preempt_enable();
1203         return ret;
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1206
1207 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1208
1209 /**
1210  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1211  *
1212  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1213  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1214  * disabled preemption.
1215  */
1216 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1217 {
1218         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1223  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1224  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1225  */
1226 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1227                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1228 {
1229         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1230         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1231         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1232                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1233                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1234                                  rdp->mynode->gpnum))
1235                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1236                 return 1;
1237         }
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1243  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1244  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1245  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1246  */
1247 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1248                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1249 {
1250         unsigned long jtsq;
1251         bool *rnhqp;
1252         bool *ruqp;
1253         unsigned long rjtsc;
1254         struct rcu_node *rnp;
1255
1256         /*
1257          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1258          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1259          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1260          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1261          * read-side critical section that started before the beginning
1262          * of the current RCU grace period.
1263          */
1264         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1265                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1266                 rdp->dynticks_fqs++;
1267                 return 1;
1268         }
1269
1270         /* Compute and saturate jiffies_till_sched_qs. */
1271         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1272         rjtsc = rcu_jiffies_till_stall_check();
1273         if (jtsq > rjtsc / 2) {
1274                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, rjtsc);
1275                 jtsq = rjtsc / 2;
1276         } else if (jtsq < 1) {
1277                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, 1);
1278                 jtsq = 1;
1279         }
1280
1281         /*
1282          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1283          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1284          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1285          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1286          */
1287         rnp = rdp->mynode;
1288         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1289         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1290             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1291             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1292                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1293                 return 1;
1294         } else {
1295                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1296                 smp_store_release(ruqp, true);
1297         }
1298
1299         /* Check for the CPU being offline. */
1300         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1301                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1302                 rdp->offline_fqs++;
1303                 return 1;
1304         }
1305
1306         /*
1307          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1308          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1309          * even context-switching back and forth between a pair of
1310          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1311          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1312          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1313          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1314          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1315          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1316          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1317          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1318          * there are at most four threads involved, and because the
1319          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1320          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1321          * quite low.
1322          *
1323          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1324          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1325          * warning delay.
1326          */
1327         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1328         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1329             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1330              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1331                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1332                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1333                 smp_store_release(ruqp, true);
1334                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1335         }
1336
1337         /*
1338          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do
1339          * a resched_cpu() to try to loosen things up a bit.
1340          */
1341         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2)
1342                 resched_cpu(rdp->cpu);
1343
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1348 {
1349         unsigned long j = jiffies;
1350         unsigned long j1;
1351
1352         rsp->gp_start = j;
1353         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1354         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1355         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1356         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1357         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1362  */
1363 static const char *gp_state_getname(short gs)
1364 {
1365         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1366                 return "???";
1367         return gp_state_names[gs];
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1372  */
1373 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1374 {
1375         unsigned long gpa;
1376         unsigned long j;
1377
1378         j = jiffies;
1379         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1380         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1381                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1382                        rsp->name, j - gpa,
1383                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1384                        rsp->gp_flags,
1385                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1386                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1387                 if (rsp->gp_kthread) {
1388                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1389                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1390                 }
1391         }
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1396  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1397  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1398  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1399  */
1400 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1401 {
1402         int cpu;
1403         unsigned long flags;
1404         struct rcu_node *rnp;
1405
1406         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1407                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1408                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1409                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1410                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1411                                         dump_cpu_task(cpu);
1412                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1413         }
1414 }
1415
1416 /*
1417  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1418  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1419  */
1420 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1421 {
1422         unsigned long j;
1423
1424         if (!rcu_kick_kthreads)
1425                 return;
1426         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1427         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1428             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1429                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1430                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1431                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1432                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1433         }
1434 }
1435
1436 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1437 {
1438         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1439                 panic("RCU Stall\n");
1440 }
1441
1442 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1443 {
1444         int cpu;
1445         long delta;
1446         unsigned long flags;
1447         unsigned long gpa;
1448         unsigned long j;
1449         int ndetected = 0;
1450         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1451         long totqlen = 0;
1452
1453         /* Kick and suppress, if so configured. */
1454         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1455         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1456                 return;
1457
1458         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1459
1460         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1461         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1462         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1463                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1464                 return;
1465         }
1466         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1467                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1468         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1469
1470         /*
1471          * OK, time to rat on our buddy...
1472          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1473          * RCU CPU stall warnings.
1474          */
1475         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1476                rsp->name);
1477         print_cpu_stall_info_begin();
1478         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1479                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1480                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1481                 if (rnp->qsmask != 0) {
1482                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1483                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1484                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1485                                         ndetected++;
1486                                 }
1487                 }
1488                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1489         }
1490
1491         print_cpu_stall_info_end();
1492         for_each_possible_cpu(cpu)
1493                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1494         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1495                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1496                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1497         if (ndetected) {
1498                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1499
1500                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1501                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1502         } else {
1503                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1504                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1505                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1506                 } else {
1507                         j = jiffies;
1508                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1509                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1510                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1511                                jiffies_till_next_fqs,
1512                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1513                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1514                         sched_show_task(current);
1515                 }
1516         }
1517
1518         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1519
1520         panic_on_rcu_stall();
1521
1522         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1523 }
1524
1525 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1526 {
1527         int cpu;
1528         unsigned long flags;
1529         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1530         long totqlen = 0;
1531
1532         /* Kick and suppress, if so configured. */
1533         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1534         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1535                 return;
1536
1537         /*
1538          * OK, time to rat on ourselves...
1539          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1540          * RCU CPU stall warnings.
1541          */
1542         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1543         print_cpu_stall_info_begin();
1544         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1545         print_cpu_stall_info_end();
1546         for_each_possible_cpu(cpu)
1547                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1548         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1549                 jiffies - rsp->gp_start,
1550                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1551
1552         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1553
1554         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1555
1556         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1557         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1558                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1559                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1560         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1561
1562         panic_on_rcu_stall();
1563
1564         /*
1565          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1566          *
1567          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1568          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1569          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1570          */
1571         resched_cpu(smp_processor_id());
1572 }
1573
1574 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1575 {
1576         unsigned long completed;
1577         unsigned long gpnum;
1578         unsigned long gps;
1579         unsigned long j;
1580         unsigned long js;
1581         struct rcu_node *rnp;
1582
1583         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1584             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1585                 return;
1586         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1587         j = jiffies;
1588
1589         /*
1590          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1591          *
1592          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1593          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1594          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1595          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1596          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1597          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1598          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1599          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1600          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1601          * from rsp->gpnum.
1602          *
1603          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1604          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1605          */
1606         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1607         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1608         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1609         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1610         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1611         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1612         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1613         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1614             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1615             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1616                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1617         rnp = rdp->mynode;
1618         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1619             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1620
1621                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1622                 print_cpu_stall(rsp);
1623
1624         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1625                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1626
1627                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1628                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1629         }
1630 }
1631
1632 /**
1633  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1634  *
1635  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1636  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1637  * RCU grace periods.
1638  *
1639  * The caller must disable hard irqs.
1640  */
1641 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1642 {
1643         struct rcu_state *rsp;
1644
1645         for_each_rcu_flavor(rsp)
1646                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1651  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1652  * no-callbacks CPUs.
1653  */
1654 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1655 {
1656         int i;
1657
1658         rdp->nxtlist = NULL;
1659         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1660                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1665  */
1666 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1667 {
1668         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1669                 return;
1670         init_default_callback_list(rdp);
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1675  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1676  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1677  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1678  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1679  *
1680  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1681  */
1682 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1683                                        struct rcu_node *rnp)
1684 {
1685         /*
1686          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1687          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1688          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1689          * period might have started, but just not yet gotten around
1690          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1691          */
1692         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1693                 return rnp->completed + 1;
1694
1695         /*
1696          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1697          * then the subsequent full grace period.
1698          */
1699         return rnp->completed + 2;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1704  * rcu_nocb_wait_gp().
1705  */
1706 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1707                                 unsigned long c, const char *s)
1708 {
1709         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1710                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1711                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1716  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1717  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1718  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1719  *
1720  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1721  */
1722 static bool __maybe_unused
1723 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1724                     unsigned long *c_out)
1725 {
1726         unsigned long c;
1727         int i;
1728         bool ret = false;
1729         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1730
1731         /*
1732          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1733          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1734          */
1735         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1736         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1737         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1738                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1739                 goto out;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1744          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1745          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1746          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1747          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1748          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1749          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1750          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1751          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1752          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1753          * doing some extra useless work.
1754          */
1755         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1756             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1757                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1758                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1759                 goto out;
1760         }
1761
1762         /*
1763          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1764          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1765          * start one (if needed).
1766          */
1767         if (rnp != rnp_root)
1768                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1769
1770         /*
1771          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1772          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1773          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1774          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1775          */
1776         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1777         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1778                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1779                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1780
1781         /*
1782          * If the needed for the required grace period is already
1783          * recorded, trace and leave.
1784          */
1785         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1786                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1787                 goto unlock_out;
1788         }
1789
1790         /* Record the need for the future grace period. */
1791         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1792
1793         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1794         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1795                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1796         } else {
1797                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1798                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1799         }
1800 unlock_out:
1801         if (rnp != rnp_root)
1802                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1803 out:
1804         if (c_out != NULL)
1805                 *c_out = c;
1806         return ret;
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1811  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1812  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1813  * waiting for this grace period to complete.
1814  */
1815 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1816 {
1817         int c = rnp->completed;
1818         int needmore;
1819         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1820
1821         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1822         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1823         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1824                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1825         return needmore;
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1830  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1831  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1832  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1833  * a kthread that has not yet been created.
1834  */
1835 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1836 {
1837         if (current == rsp->gp_kthread ||
1838             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1839             !rsp->gp_kthread)
1840                 return;
1841         swake_up(&rsp->gp_wq);
1842 }
1843
1844 /*
1845  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1846  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1847  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1848  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1849  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1850  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1851  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1852  * awaken the RCU grace-period kthread.
1853  *
1854  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1855  */
1856 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1857                                struct rcu_data *rdp)
1858 {
1859         unsigned long c;
1860         int i;
1861         bool ret;
1862
1863         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1864         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1865                 return false;
1866
1867         /*
1868          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1869          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1870          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1871          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1872          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1873          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1874          *
1875          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1876          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1877          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1878          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1879          * been assigned a ->completed number.
1880          */
1881         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1882         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1883                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1884                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1885                         break;
1886
1887         /*
1888          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1889          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1890          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1891          * be grouped into.
1892          */
1893         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1894                 return false;
1895
1896         /*
1897          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1898          * full grace period and group them all in the sublist initially
1899          * indexed by "i".
1900          */
1901         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1902                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1903                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1904         }
1905         /* Record any needed additional grace periods. */
1906         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1907
1908         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1909         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1910                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1911         else
1912                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1913         return ret;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1918  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1919  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1920  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1921  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1922  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1923  *
1924  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1925  */
1926 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1927                             struct rcu_data *rdp)
1928 {
1929         int i, j;
1930
1931         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1932         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1933                 return false;
1934
1935         /*
1936          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1937          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1938          */
1939         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1940                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1941                         break;
1942                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1943         }
1944         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1945         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1946                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1947
1948         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1949         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1950                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1951                         break;
1952                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1953                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1954         }
1955
1956         /* Classify any remaining callbacks. */
1957         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1962  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1963  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1964  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1965  */
1966 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1967                               struct rcu_data *rdp)
1968 {
1969         bool ret;
1970         bool need_gp;
1971
1972         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1973         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1974             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1975
1976                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1977                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1978
1979         } else {
1980
1981                 /* Advance callbacks. */
1982                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1983
1984                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1985                 rdp->completed = rnp->completed;
1986                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1987         }
1988
1989         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1990                 /*
1991                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1992                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1993                  * go looking for one.
1994                  */
1995                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1996                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1997                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1998                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1999                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2000                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
2001                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
2002                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
2003         }
2004         return ret;
2005 }
2006
2007 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2008 {
2009         unsigned long flags;
2010         bool needwake;
2011         struct rcu_node *rnp;
2012
2013         local_irq_save(flags);
2014         rnp = rdp->mynode;
2015         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
2016              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
2017              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
2018             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
2019                 local_irq_restore(flags);
2020                 return;
2021         }
2022         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2023         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2024         if (needwake)
2025                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2026 }
2027
2028 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
2029 {
2030         if (delay > 0 &&
2031             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
2032                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
2037  */
2038 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
2039 {
2040         unsigned long oldmask;
2041         struct rcu_data *rdp;
2042         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2043
2044         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2045         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2046         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
2047                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
2048                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2049                 return false;
2050         }
2051         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
2052
2053         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
2054                 /*
2055                  * Grace period already in progress, don't start another.
2056                  * Not supposed to be able to happen.
2057                  */
2058                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2059                 return false;
2060         }
2061
2062         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
2063         record_gp_stall_check_time(rsp);
2064         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
2065         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
2066         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
2067         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2068
2069         /*
2070          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2071          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2072          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2073          * will handle subsequent offline CPUs.
2074          */
2075         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2076                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2077                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2078                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2079                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2080                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2081                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2082                         continue;
2083                 }
2084
2085                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2086                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2087                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2088
2089                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2090                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2091                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2092                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2093                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2094                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2095                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2096                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2097                 }
2098
2099                 /*
2100                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2101                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2102                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2103                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2104                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2105                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2106                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2107                  */
2108                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2109                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2110                      rnp->qsmaskinit)) {
2111                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2112                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2113                 }
2114
2115                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2116         }
2117
2118         /*
2119          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2120          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2121          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2122          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2123          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2124          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2125          * leaf node has been initialized.
2126          *
2127          * The grace period cannot complete until the initialization
2128          * process finishes, because this kthread handles both.
2129          */
2130         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2131                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2132                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2133                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2134                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2135                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2136                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2137                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2138                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2139                 if (rnp == rdp->mynode)
2140                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2141                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2142                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2143                                             rnp->level, rnp->grplo,
2144                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2145                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2146                 cond_resched_rcu_qs();
2147                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2148         }
2149
2150         return true;
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2155  * at force-quiescent-state time.
2156  */
2157 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2158 {
2159         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2160
2161         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2162         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2163         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2164                 return true;
2165
2166         /* The current grace period has completed. */
2167         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2168                 return true;
2169
2170         return false;
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Do one round of quiescent-state forcing.
2175  */
2176 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2177 {
2178         bool isidle = false;
2179         unsigned long maxj;
2180         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2181
2182         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2183         rsp->n_force_qs++;
2184         if (first_time) {
2185                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2186                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2187                         isidle = true;
2188                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2189                 }
2190                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2191                              &isidle, &maxj);
2192                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2193         } else {
2194                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2195                 isidle = true;
2196                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2197         }
2198         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2199         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2200                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2201                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2202                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2203                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2204         }
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Clean up after the old grace period.
2209  */
2210 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2211 {
2212         unsigned long gp_duration;
2213         bool needgp = false;
2214         int nocb = 0;
2215         struct rcu_data *rdp;
2216         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2217         struct swait_queue_head *sq;
2218
2219         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2220         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2221         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2222         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2223                 rsp->gp_max = gp_duration;
2224
2225         /*
2226          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2227          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2228          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2229          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2230          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2231          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2232          */
2233         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2234
2235         /*
2236          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2237          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2238          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2239          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2240          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2241          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2242          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2243          */
2244         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2245                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2246                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2247                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2248                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2249                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2250                 if (rnp == rdp->mynode)
2251                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2252                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2253                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2254                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2255                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2256                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2257                 cond_resched_rcu_qs();
2258                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2259                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2260         }
2261         rnp = rcu_get_root(rsp);
2262         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2263         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2264
2265         /* Declare grace period done. */
2266         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2267         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2268         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2269         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2270         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2271         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2272         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2273                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2274                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2275                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2276                                        TPS("newreq"));
2277         }
2278         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Body of kthread that handles grace periods.
2283  */
2284 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2285 {
2286         bool first_gp_fqs;
2287         int gf;
2288         unsigned long j;
2289         int ret;
2290         struct rcu_state *rsp = arg;
2291         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2292
2293         rcu_bind_gp_kthread();
2294         for (;;) {
2295
2296                 /* Handle grace-period start. */
2297                 for (;;) {
2298                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2299                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2300                                                TPS("reqwait"));
2301                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2302                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2303                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2304                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2305                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2306                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2307                         if (rcu_gp_init(rsp))
2308                                 break;
2309                         cond_resched_rcu_qs();
2310                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2311                         WARN_ON(signal_pending(current));
2312                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2313                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2314                                                TPS("reqwaitsig"));
2315                 }
2316
2317                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2318                 first_gp_fqs = true;
2319                 j = jiffies_till_first_fqs;
2320                 if (j > HZ) {
2321                         j = HZ;
2322                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2323                 }
2324                 ret = 0;
2325                 for (;;) {
2326                         if (!ret) {
2327                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2328                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2329                                            jiffies + 3 * j);
2330                         }
2331                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2332                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2333                                                TPS("fqswait"));
2334                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2335                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2336                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2337                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2338                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2339                         /* If grace period done, leave loop. */
2340                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2341                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2342                                 break;
2343                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2344                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2345                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2346                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2347                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2348                                                        TPS("fqsstart"));
2349                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2350                                 first_gp_fqs = false;
2351                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2352                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2353                                                        TPS("fqsend"));
2354                                 cond_resched_rcu_qs();
2355                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2356                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2357                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2358                                 if (j > HZ) {
2359                                         j = HZ;
2360                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2361                                 } else if (j < 1) {
2362                                         j = 1;
2363                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2364                                 }
2365                         } else {
2366                                 /* Deal with stray signal. */
2367                                 cond_resched_rcu_qs();
2368                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2369                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2370                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2371                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2372                                                        TPS("fqswaitsig"));
2373                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2374                                 j = jiffies;
2375                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2376                                         j = 1;
2377                                 else
2378                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2379                         }
2380                 }
2381
2382                 /* Handle grace-period end. */
2383                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2384                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2385                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2386         }
2387 }
2388
2389 /*
2390  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2391  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2392  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2393  *
2394  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2395  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2396  * quiescent state.
2397  *
2398  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2399  */
2400 static bool
2401 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2402                       struct rcu_data *rdp)
2403 {
2404         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2405                 /*
2406                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2407                  * task, this CPU does not need another grace period,
2408                  * or a grace period is already in progress.
2409                  * Either way, don't start a new grace period.
2410                  */
2411                 return false;
2412         }
2413         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2414         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2415                                TPS("newreq"));
2416
2417         /*
2418          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2419          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2420          * the wakeup to our caller.
2421          */
2422         return true;
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2427  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2428  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2429  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2430  * that is encountered beforehand.
2431  *
2432  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2433  */
2434 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2435 {
2436         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2437         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2438         bool ret = false;
2439
2440         /*
2441          * If there is no grace period in progress right now, any
2442          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2443          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2444          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2445          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2446          * then start the grace period!
2447          */
2448         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2449         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2450         return ret;
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2455  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2456  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2457  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2458  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2459  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2460  * which is released before return.
2461  */
2462 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2463         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2464 {
2465         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2466         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2467         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2468         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2473  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2474  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2475  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2476  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2477  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2478  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2479  * must be held upon entry, and it is released before return.
2480  */
2481 static void
2482 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2483                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2484         __releases(rnp->lock)
2485 {
2486         unsigned long oldmask = 0;
2487         struct rcu_node *rnp_c;
2488
2489         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2490         for (;;) {
2491                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2492
2493                         /*
2494                          * Our bit has already been cleared, or the
2495                          * relevant grace period is already over, so done.
2496                          */
2497                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2498                         return;
2499                 }
2500                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2501                 rnp->qsmask &= ~mask;
2502                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2503                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2504                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2505                                                  !!rnp->gp_tasks);
2506                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2507
2508                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2509                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2510                         return;
2511                 }
2512                 mask = rnp->grpmask;
2513                 if (rnp->parent == NULL) {
2514
2515                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2516
2517                         break;
2518                 }
2519                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2520                 rnp_c = rnp;
2521                 rnp = rnp->parent;
2522                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2523                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2524         }
2525
2526         /*
2527          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2528          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2529          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2530          */
2531         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2532 }
2533
2534 /*
2535  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2536  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2537  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2538  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2539  * disabled.
2540  */
2541 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2542                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2543         __releases(rnp->lock)
2544 {
2545         unsigned long gps;
2546         unsigned long mask;
2547         struct rcu_node *rnp_p;
2548
2549         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2550             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2551                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2552                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2553         }
2554
2555         rnp_p = rnp->parent;
2556         if (rnp_p == NULL) {
2557                 /*
2558                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2559                  * try to report up to its nonexistent parent!
2560                  */
2561                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2562                 return;
2563         }
2564
2565         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2566         gps = rnp->gpnum;
2567         mask = rnp->grpmask;
2568         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2569         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2570         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2575  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2576  */
2577 static void
2578 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2579 {
2580         unsigned long flags;
2581         unsigned long mask;
2582         bool needwake;
2583         struct rcu_node *rnp;
2584
2585         rnp = rdp->mynode;
2586         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2587         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2588             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2589
2590                 /*
2591                  * The grace period in which this quiescent state was
2592                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2593                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2594                  * within the current grace period.
2595                  */
2596                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2597                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2598                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2599                 return;
2600         }
2601         mask = rdp->grpmask;
2602         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2603                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2604         } else {
2605                 rdp->core_needs_qs = false;
2606
2607                 /*
2608                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2609                  * callbacks can be processed during the next GP.
2610                  */
2611                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2612
2613                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2614                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2615                 if (needwake)
2616                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2617         }
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2622  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2623  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2624  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2625  */
2626 static void
2627 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2628 {
2629         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2630         note_gp_changes(rsp, rdp);
2631
2632         /*
2633          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2634          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2635          */
2636         if (!rdp->core_needs_qs)
2637                 return;
2638
2639         /*
2640          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2641          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2642          */
2643         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2644                 return;
2645
2646         /*
2647          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2648          * judge of that).
2649          */
2650         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2651 }
2652
2653 /*
2654  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2655  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2656  * ->orphan_lock.
2657  */
2658 static void
2659 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2660                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2661 {
2662         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2663         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2664                 return;
2665
2666         /*
2667          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2668          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2669          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2670          */
2671         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2672                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2673                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2674                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2675                 rdp->qlen_lazy = 0;
2676                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2677         }
2678
2679         /*
2680          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2681          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2682          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2683          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2684          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2685          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2686          * we just reset the whole thing later on.
2687          */
2688         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2689                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2690                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2691                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2692         }
2693
2694         /*
2695          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2696          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2697          * required to pass though another grace period: They are done.
2698          */
2699         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2700                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2701                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2702         }
2703
2704         /*
2705          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2706          * disallow further callbacks on this CPU.
2707          */
2708         init_callback_list(rdp);
2709         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2714  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2715  */
2716 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2717 {
2718         int i;
2719         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2720
2721         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2722         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2723             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2724                 return;
2725
2726         /* Do the accounting first. */
2727         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2728         rdp->qlen += rsp->qlen;
2729         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2730         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2731                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2732         rsp->qlen_lazy = 0;
2733         rsp->qlen = 0;
2734
2735         /*
2736          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2737          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2738          * we are the task doing the rcu_barrier().
2739          */
2740
2741         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2742         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2743                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2744                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2745                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2746                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2747                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2748                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2749                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2750         }
2751
2752         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2753         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2754                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2755                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2756                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2757                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2758         }
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2763  */
2764 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2765 {
2766         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2767         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2768         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2769
2770         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2771                 return;
2772
2773         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2774         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2775                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2776                                TPS("cpuofl"));
2777 }
2778
2779 /*
2780  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2781  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2782  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2783  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2784  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2785  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2786  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2787  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2788  * updated
2789  *
2790  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2791  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2792  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2793  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2794  * invoke it again.
2795  */
2796 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2797 {
2798         long mask;
2799         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2800
2801         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2802             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2803                 return;
2804         for (;;) {
2805                 mask = rnp->grpmask;
2806                 rnp = rnp->parent;
2807                 if (!rnp)
2808                         break;
2809                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2810                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2811                 rnp->qsmask &= ~mask;
2812                 if (rnp->qsmaskinit) {
2813                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2814                         /* irqs remain disabled. */
2815                         return;
2816                 }
2817                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2818         }
2819 }
2820
2821 /*
2822  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2823  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2824  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2825  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2826  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2827  */
2828 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2829 {
2830         unsigned long flags;
2831         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2832         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2833
2834         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2835                 return;
2836
2837         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2838         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2839
2840         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2841         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2842         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2843         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2844         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2845
2846         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2847                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2848                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2849 }
2850
2851 /*
2852  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2853  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2854  */
2855 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2856 {
2857         unsigned long flags;
2858         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2859         long bl, count, count_lazy;
2860         int i;
2861
2862         /* If no callbacks are ready, just return. */
2863         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2864                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2865                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2866                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2867                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2868                 return;
2869         }
2870
2871         /*
2872          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2873          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2874          */
2875         local_irq_save(flags);
2876         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2877         bl = rdp->blimit;
2878         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2879         list = rdp->nxtlist;
2880         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2881         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2882         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2883         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2884                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2885                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2886         local_irq_restore(flags);
2887
2888         /* Invoke callbacks. */
2889         count = count_lazy = 0;
2890         while (list) {
2891                 next = list->next;
2892                 prefetch(next);
2893                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2894                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2895                         count_lazy++;
2896                 list = next;
2897                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2898                 if (++count >= bl &&
2899                     (need_resched() ||
2900                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2901                         break;
2902         }
2903
2904         local_irq_save(flags);
2905         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2906                             is_idle_task(current),
2907                             rcu_is_callbacks_kthread());
2908
2909         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2910         if (list != NULL) {
2911                 *tail = rdp->nxtlist;
2912                 rdp->nxtlist = list;
2913                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2914                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2915                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2916                         else
2917                                 break;
2918         }
2919         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2920         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2921         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2922         rdp->n_cbs_invoked += count;
2923
2924         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2925         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2926                 rdp->blimit = blimit;
2927
2928         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2929         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2930                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2931                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2932         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2933                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2934         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2935
2936         local_irq_restore(flags);
2937
2938         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2939         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2940                 invoke_rcu_core();
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2945  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2946  * Also schedule RCU core processing.
2947  *
2948  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2949  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2950  */
2951 void rcu_check_callbacks(int user)
2952 {
2953         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2954         increment_cpu_stall_ticks();
2955         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2956
2957                 /*
2958                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2959                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2960                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2961                  * a quiescent state, so note it.
2962                  *
2963                  * No memory barrier is required here because both
2964                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2965                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2966                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2967                  */
2968
2969                 rcu_sched_qs();
2970                 rcu_bh_qs();
2971
2972         } else if (!in_softirq()) {
2973
2974                 /*
2975                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2976                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2977                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2978                  * critical section, so note it.
2979                  */
2980
2981                 rcu_bh_qs();
2982         }
2983         rcu_preempt_check_callbacks();
2984         if (rcu_pending())
2985                 invoke_rcu_core();
2986         if (user)
2987                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2988         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2989 }
2990
2991 /*
2992  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2993  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2994  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2995  *
2996  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2997  */
2998 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2999                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
3000                                   unsigned long *maxj),
3001                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
3002 {
3003         int cpu;
3004         unsigned long flags;
3005         unsigned long mask;
3006         struct rcu_node *rnp;
3007
3008         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3009                 cond_resched_rcu_qs();
3010                 mask = 0;
3011                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3012                 if (rnp->qsmask == 0) {
3013                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
3014                             rsp != rcu_state_p ||
3015                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
3016                                 /*
3017                                  * No point in scanning bits because they
3018                                  * are all zero.  But we might need to
3019                                  * priority-boost blocked readers.
3020                                  */
3021                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3022                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
3023                                 continue;
3024                         }
3025                         if (rnp->parent &&
3026                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
3027                                 /*
3028                                  * Race between grace-period
3029                                  * initialization and task exiting RCU
3030                                  * read-side critical section: Report.
3031                                  */
3032                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
3033                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
3034                                 continue;
3035                         }
3036                 }
3037                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
3038                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
3039                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
3040                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
3041                                         mask |= bit;
3042                         }
3043                 }
3044                 if (mask != 0) {
3045                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
3046                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
3047                 } else {
3048                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
3049                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3050                 }
3051         }
3052 }
3053
3054 /*
3055  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
3056  * CPUs are in dyntick-idle mode.
3057  */
3058 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
3059 {
3060         unsigned long flags;
3061         bool ret;
3062         struct rcu_node *rnp;
3063         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
3064
3065         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
3066         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
3067         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
3068                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
3069                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
3070                 if (rnp_old != NULL)
3071                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
3072                 if (ret) {
3073                         rsp->n_force_qs_lh++;
3074                         return;
3075                 }
3076                 rnp_old = rnp;
3077         }
3078         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
3079
3080         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
3081         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
3082         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
3083         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
3084                 rsp->n_force_qs_lh++;
3085                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
3086                 return;  /* Someone beat us to it. */
3087         }
3088         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
3089         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
3090         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3091 }
3092
3093 /*
3094  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
3095  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
3096  * whom the rdp belongs.
3097  */
3098 static void
3099 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
3100 {
3101         unsigned long flags;
3102         bool needwake;
3103         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3104
3105         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
3106
3107         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
3108         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
3109
3110         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
3111         local_irq_save(flags);
3112         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3113                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
3114                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
3115                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
3116                 if (needwake)
3117                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3118         } else {
3119                 local_irq_restore(flags);
3120         }
3121
3122         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3123         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
3124                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3125
3126         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3127         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Do RCU core processing for the current CPU.
3132  */
3133 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3134 {
3135         struct rcu_state *rsp;
3136
3137         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3138                 return;
3139         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3140         for_each_rcu_flavor(rsp)
3141                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3142         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3143 }
3144
3145 /*
3146  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3147  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3148  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3149  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3150  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3151  */
3152 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3153 {
3154         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3155                 return;
3156         if (likely(!rsp->boost)) {
3157                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3158                 return;
3159         }
3160         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3161 }
3162
3163 static void invoke_rcu_core(void)
3164 {
3165         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3166                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3171  */
3172 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3173                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3174 {
3175         bool needwake;
3176
3177         /*
3178          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3179          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3180          */
3181         if (!rcu_is_watching())
3182                 invoke_rcu_core();
3183
3184         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3185         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3186                 return;
3187
3188         /*
3189          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3190          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3191          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3192          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3193          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3194          */
3195         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3196
3197                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3198                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3199
3200                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3201                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3202                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3203
3204                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3205                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3206                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3207                         if (needwake)
3208                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3209                 } else {
3210                         /* Give the grace period a kick. */
3211                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3212                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3213                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3214                                 force_quiescent_state(rsp);
3215                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3216                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3217                 }
3218         }
3219 }
3220
3221 /*
3222  * RCU callback function to leak a callback.
3223  */
3224 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3225 {
3226 }
3227
3228 /*
3229  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3230  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3231  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3232  * is expected to specify a CPU.
3233  */
3234 static void
3235 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3236            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3237 {
3238         unsigned long flags;
3239         struct rcu_data *rdp;
3240
3241         /* Misaligned rcu_head! */
3242         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3243
3244         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3245                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3246                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3247                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3248                 return;
3249         }
3250         head->func = func;
3251         head->next = NULL;
3252         local_irq_save(flags);
3253         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3254
3255         /* Add the callback to our list. */
3256         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3257                 int offline;
3258
3259                 if (cpu != -1)
3260                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3261                 if (likely(rdp->mynode)) {
3262                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3263                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3264                         WARN_ON_ONCE(offline);
3265                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3266                         local_irq_restore(flags);
3267                         return;
3268                 }
3269                 /*
3270                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3271                  * and then drop through to queue the callback.
3272                  */
3273                 BUG_ON(cpu != -1);
3274                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3275                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3276                         init_default_callback_list(rdp);
3277         }
3278         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3279         if (lazy)
3280                 rdp->qlen_lazy++;
3281         else
3282                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3283         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3284         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3285         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3286
3287         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3288                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3289                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3290         else
3291                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3292
3293         /* Go handle any RCU core processing required. */
3294         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3295         local_irq_restore(flags);
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3300  */
3301 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3302 {
3303         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3304 }
3305 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3306
3307 /*
3308  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3309  */
3310 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3311 {
3312         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3315
3316 /*
3317  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3318  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3319  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3320  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3321  * function may only be called from __kfree_rcu().
3322  */
3323 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3324                     rcu_callback_t func)
3325 {
3326         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3327 }
3328 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3329
3330 /*
3331  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3332  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3333  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3334  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3335  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3336  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3337  * some overhead: RCU still operates correctly.
3338  */
3339 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3340 {
3341         int ret;
3342
3343         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3344         preempt_disable();
3345         ret = num_online_cpus() <= 1;
3346         preempt_enable();
3347         return ret;
3348 }
3349
3350 /**
3351  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3352  *
3353  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3354  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3355  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3356  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3357  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3358  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3359  * rcu_read_lock_sched().
3360  *
3361  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3362  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3363  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3364  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3365  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3366  *
3367  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3368  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3369  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3370  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3371  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3372  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3373  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3374  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3375  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3376  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3377  * that are executing in the kernel.
3378  *
3379  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3380  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3381  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3382  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3383  * again only if the system has more than one CPU).
3384  *
3385  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3386  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3387  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3388  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3389  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3390  */
3391 void synchronize_sched(void)
3392 {
3393         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3394                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3395                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3396                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3397         if (rcu_blocking_is_gp())
3398                 return;
3399         if (rcu_gp_is_expedited())
3400                 synchronize_sched_expedited();
3401         else
3402                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3405
3406 /**
3407  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3408  *
3409  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3410  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3411  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3412  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3413  * and may be nested.
3414  *
3415  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3416  * on memory ordering guarantees.
3417  */
3418 void synchronize_rcu_bh(void)
3419 {
3420         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3421                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3422                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3423                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3424         if (rcu_blocking_is_gp())
3425                 return;
3426         if (rcu_gp_is_expedited())
3427                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3428         else
3429                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3432
3433 /**
3434  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3435  *
3436  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3437  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3438  * meantime.
3439  */
3440 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3441 {
3442         /*
3443          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3444          * before the load from ->gpnum.
3445          */
3446         smp_mb();  /* ^^^ */
3447
3448         /*
3449          * Make sure this load happens before the purportedly
3450          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3451          * and cond_synchronize_rcu().
3452          */
3453         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3454 }
3455 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3456
3457 /**
3458  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3459  *
3460  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3461  *
3462  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3463  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3464  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3465  *
3466  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3467  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3468  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3469  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3470  */
3471 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3472 {
3473         unsigned long newstate;
3474
3475         /*
3476          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3477          * actions the caller might carry out after we return.
3478          */
3479         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3480         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3481                 synchronize_rcu();
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3484
3485 /**
3486  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3487  *
3488  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3489  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3490  * meantime.
3491  */
3492 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3493 {
3494         /*
3495          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3496          * before the load from ->gpnum.
3497          */
3498         smp_mb();  /* ^^^ */
3499
3500         /*
3501          * Make sure this load happens before the purportedly
3502          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3503          * and cond_synchronize_sched().
3504          */
3505         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3506 }
3507 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3508
3509 /**
3510  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3511  *
3512  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3513  *
3514  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3515  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3516  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3517  *
3518  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3519  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3520  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3521  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3522  */
3523 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3524 {
3525         unsigned long newstate;
3526
3527         /*
3528          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3529          * actions the caller might carry out after we return.
3530          */
3531         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3532         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3533                 synchronize_sched();
3534 }
3535 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3536
3537 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3538 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3539 {
3540         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3541         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3542         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3543 }
3544
3545 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3546 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3547 {
3548         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3549         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3550         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3551 }
3552
3553 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3554 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3555 {
3556         unsigned long s;
3557
3558         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3559         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3560         return s;
3561 }
3562
3563 /*
3564  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3565  * full update-side operation has occurred.
3566  */
3567 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3568 {
3569         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3574  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3575  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3576  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3577  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3578  */
3579 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3580 {
3581         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3582
3583         rdp->n_rcu_pending++;
3584
3585         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3586         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3587
3588         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3589         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3590                 return 0;
3591
3592         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3593         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3594             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3595             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr)) {
3596                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3597         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3598                 rdp->n_rp_report_qs++;
3599                 return 1;
3600         }
3601
3602         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3603         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3604                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3605                 return 1;
3606         }
3607
3608         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3609         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3610                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3611                 return 1;
3612         }
3613
3614         /* Has another RCU grace period completed?  */
3615         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3616                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3617                 return 1;
3618         }
3619
3620         /* Has a new RCU grace period started? */
3621         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3622             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3623                 rdp->n_rp_gp_started++;
3624                 return 1;
3625         }
3626
3627         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3628         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3629                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3630                 return 1;
3631         }
3632
3633         /* nothing to do */
3634         rdp->n_rp_need_nothing++;
3635         return 0;
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3640  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3641  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3642  */
3643 static int rcu_pending(void)
3644 {
3645         struct rcu_state *rsp;
3646
3647         for_each_rcu_flavor(rsp)
3648                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3649                         return 1;
3650         return 0;
3651 }
3652
3653 /*
3654  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3655  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3656  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3657  */
3658 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3659 {
3660         bool al = true;
3661         bool hc = false;
3662         struct rcu_data *rdp;
3663         struct rcu_state *rsp;
3664
3665         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3666                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3667                 if (!rdp->nxtlist)
3668                         continue;
3669                 hc = true;
3670                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3671                         al = false;
3672                         break;
3673                 }
3674         }
3675         if (all_lazy)
3676                 *all_lazy = al;
3677         return hc;
3678 }
3679
3680 /*
3681  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3682  * the compiler is expected to optimize this away.
3683  */
3684 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3685                                int cpu, unsigned long done)
3686 {
3687         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3688                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3689 }
3690
3691 /*
3692  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3693  * up the task executing _rcu_barrier().
3694  */
3695 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3696 {
3697         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3698         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3699
3700         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3701                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3702                 complete(&rsp->barrier_completion);
3703         } else {
3704                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3705         }
3706 }
3707
3708 /*
3709  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3710  */
3711 static void rcu_barrier_func(void *type)
3712 {
3713         struct rcu_state *rsp = type;
3714         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3715
3716         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3717         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3718         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3719 }
3720
3721 /*
3722  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3723  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3724  */
3725 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3726 {
3727         int cpu;
3728         struct rcu_data *rdp;
3729         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3730
3731         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3732
3733         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3734         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3735
3736         /* Did someone else do our work for us? */
3737         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3738                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3739                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3740                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3741                 return;
3742         }
3743
3744         /* Mark the start of the barrier operation. */
3745         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3746         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3747
3748         /*
3749          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3750          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3751          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3752          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3753          */
3754         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3755         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3756         get_online_cpus();
3757
3758         /*
3759          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3760          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3761          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3762          */
3763         for_each_possible_cpu(cpu) {
3764                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3765                         continue;
3766                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3767                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3768                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3769                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3770                                                    rsp->barrier_sequence);
3771                         } else {
3772                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3773                                                    rsp->barrier_sequence);
3774                                 smp_mb__before_atomic();
3775                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3776                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3777                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3778                         }
3779                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3780                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3781                                            rsp->barrier_sequence);
3782                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3783                 } else {
3784                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3785                                            rsp->barrier_sequence);
3786                 }
3787         }
3788         put_online_cpus();
3789
3790         /*
3791          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3792          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3793          */
3794         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3795                 complete(&rsp->barrier_completion);
3796
3797         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3798         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3799
3800         /* Mark the end of the barrier operation. */
3801         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3802         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3803
3804         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3805         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3806 }
3807
3808 /**
3809  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3810  */
3811 void rcu_barrier_bh(void)
3812 {
3813         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3814 }
3815 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3816
3817 /**
3818  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3819  */
3820 void rcu_barrier_sched(void)
3821 {
3822         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3823 }
3824 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3825
3826 /*
3827  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3828  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3829  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3830  * disabled.
3831  */
3832 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3833 {
3834         long mask;
3835         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3836
3837         for (;;) {
3838                 mask = rnp->grpmask;
3839                 rnp = rnp->parent;
3840                 if (rnp == NULL)
3841                         return;
3842                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3843                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3844                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3845         }
3846 }
3847
3848 /*
3849  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3850  */
3851 static void __init
3852 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3853 {
3854         unsigned long flags;
3855         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3856         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3857
3858         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3859         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3860         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3861         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3862         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3863         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3864         rdp->cpu = cpu;
3865         rdp->rsp = rsp;
3866         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3867         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3868 }
3869
3870 /*
3871  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3872  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3873  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3874  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3875  */
3876 static void
3877 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3878 {
3879         unsigned long flags;
3880         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3881         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3882
3883         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3884         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3885         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3886         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3887         rdp->blimit = blimit;
3888         if (!rdp->nxtlist)
3889                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3890         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3891         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3892         rcu_dynticks_eqs_online();
3893         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3894
3895         /*
3896          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3897          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3898          * of the next grace period.
3899          */
3900         rnp = rdp->mynode;
3901         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3902         if (!rdp->beenonline)
3903                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3904         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3905         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3906         rdp->completed = rnp->completed;
3907         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3908         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3909         rdp->core_needs_qs = false;
3910         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3911         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3912 }
3913
3914 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3915 {
3916         struct rcu_state *rsp;
3917
3918         for_each_rcu_flavor(rsp)
3919                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3920
3921         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3922         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3923
3924         return 0;
3925 }
3926
3927 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3928 {
3929         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3930
3931         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3932 }
3933
3934 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3935 {
3936         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3937         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3938         return 0;
3939 }
3940
3941 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3942 {
3943         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3944         return 0;
3945 }
3946
3947
3948 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3949 {
3950         struct rcu_state *rsp;
3951
3952         for_each_rcu_flavor(rsp)
3953                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3954         return 0;
3955 }
3956
3957 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3958 {
3959         struct rcu_state *rsp;
3960
3961         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3962                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3963                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3964         }
3965         return 0;
3966 }
3967
3968 /*
3969  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3970  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3971  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3972  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3973  * will result in lockdep splats.
3974  */
3975 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3976 {
3977         unsigned long flags;
3978         unsigned long mask;
3979         struct rcu_data *rdp;
3980         struct rcu_node *rnp;
3981         struct rcu_state *rsp;
3982
3983         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3984                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3985                 rnp = rdp->mynode;
3986                 mask = rdp->grpmask;
3987                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3988                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3989                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3990                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3991         }
3992 }
3993
3994 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3995 /*
3996  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3997  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3998  * bit masks.
3999  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
4000  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
4001  * bit masks.
4002  */
4003 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4004 {
4005         unsigned long flags;
4006         unsigned long mask;
4007         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4008         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4009
4010         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4011         mask = rdp->grpmask;
4012         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4013         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
4014         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4015 }
4016
4017 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4018 {
4019         struct rcu_state *rsp;
4020
4021         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4022         preempt_disable();
4023         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4024                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4025         preempt_enable();
4026         for_each_rcu_flavor(rsp)
4027                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4028 }
4029 #endif
4030
4031 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4032                          unsigned long action, void *hcpu)
4033 {
4034         switch (action) {
4035         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4036         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4037                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4038                         rcu_expedite_gp();
4039                 break;
4040         case PM_POST_HIBERNATION:
4041         case PM_POST_SUSPEND:
4042                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4043                         rcu_unexpedite_gp();
4044                 break;
4045         default:
4046                 break;
4047         }
4048         return NOTIFY_OK;
4049 }
4050
4051 /*
4052  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4053  */
4054 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4055 {
4056         unsigned long flags;
4057         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4058         struct rcu_node *rnp;
4059         struct rcu_state *rsp;
4060         struct sched_param sp;
4061         struct task_struct *t;
4062
4063         /* Force priority into range. */
4064         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4065                 kthread_prio = 1;
4066         else if (kthread_prio < 0)
4067                 kthread_prio = 0;
4068         else if (kthread_prio > 99)
4069                 kthread_prio = 99;
4070         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4071                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4072                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4073
4074         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4075         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4076                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4077                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4078                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4079                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4080                 rsp->gp_kthread = t;
4081                 if (kthread_prio) {
4082                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4083                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4084                 }
4085                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4086                 wake_up_process(t);
4087         }
4088         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4089         rcu_spawn_boost_kthreads();
4090         return 0;
4091 }
4092 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4093
4094 /*
4095  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4096  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4097  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4098  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4099  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4100  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4101  * A later core_initcall() rcu_exp_runtime_mode() will switch to full
4102  * runtime RCU functionality.
4103  */
4104 void rcu_scheduler_starting(void)
4105 {
4106         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4107         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4108         rcu_test_sync_prims();
4109         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4110         rcu_test_sync_prims();
4111 }
4112
4113 /*
4114  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4115  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4116  */
4117 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4118 {
4119         int i;
4120
4121         if (rcu_fanout_exact) {
4122                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4123                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4124                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4125         } else {
4126                 int ccur;
4127                 int cprv;
4128
4129                 cprv = nr_cpu_ids;
4130                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4131                         ccur = levelcnt[i];
4132                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4133                         cprv = ccur;
4134                 }
4135         }
4136 }
4137
4138 /*
4139  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4140  */
4141 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4142 {
4143         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4144         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4145         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4146         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4147
4148         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4149         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4150         int cpustride = 1;
4151         int i;
4152         int j;
4153         struct rcu_node *rnp;
4154
4155         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4156
4157         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4158         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4159                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4160
4161         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4162
4163         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4164                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4165         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4166                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4167         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4168
4169         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4170
4171         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4172                 cpustride *= levelspread[i];
4173                 rnp = rsp->level[i];
4174                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4175                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4176                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4177                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4178                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4179                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4180                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4181                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4182                         rnp->completed = rsp->completed;
4183                         rnp->qsmask = 0;
4184                         rnp->qsmaskinit = 0;
4185                         rnp->grplo = j * cpustride;
4186                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4187                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4188                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4189                         if (i == 0) {
4190                                 rnp->grpnum = 0;
4191                                 rnp->grpmask = 0;
4192                                 rnp->parent = NULL;
4193                         } else {
4194                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4195                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4196                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4197                                               j / levelspread[i - 1];
4198                         }
4199                         rnp->level = i;
4200                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4201                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4202                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4203                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4204                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4205                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4206                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4207                 }
4208         }
4209
4210         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4211         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4212         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4213         for_each_possible_cpu(i) {
4214                 while (i > rnp->grphi)
4215                         rnp++;
4216                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4217                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4218         }
4219         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4220 }
4221
4222 /*
4223  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4224  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4225  * the ->node array in the rcu_state structure.
4226  */
4227 static void __init rcu_init_geometry(void)
4228 {
4229         ulong d;
4230         int i;
4231         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4232
4233         /*
4234          * Initialize any unspecified boot parameters.
4235          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4236          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4237          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4238          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4239          */
4240         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4241         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4242                 jiffies_till_first_fqs = d;
4243         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4244                 jiffies_till_next_fqs = d;
4245
4246         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4247         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4248             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4249                 return;
4250         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4251                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4252
4253         /*
4254          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4255          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4256          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4257          * limit is exceeded.
4258          */
4259         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4260             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4261                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4262                 WARN_ON(1);
4263                 return;
4264         }
4265
4266         /*
4267          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4268          * with the given number of levels.
4269          */
4270         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4271         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4272                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4273
4274         /*
4275          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4276          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4277          */
4278         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4279                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4280                 WARN_ON(1);
4281                 return;
4282         }
4283
4284         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4285         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4286         }
4287         rcu_num_lvls = i + 1;
4288
4289         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4290         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4291                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4292                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4293         }
4294
4295         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4296         rcu_num_nodes = 0;
4297         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4298                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4299 }
4300
4301 /*
4302  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4303  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4304  */
4305 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4306 {
4307         int level = 0;
4308         struct rcu_node *rnp;
4309
4310         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4311         pr_info(" ");
4312         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4313                 if (rnp->level != level) {
4314                         pr_cont("\n");
4315                         pr_info(" ");
4316                         level = rnp->level;
4317                 }
4318                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4319         }
4320         pr_cont("\n");
4321 }
4322
4323 void __init rcu_init(void)
4324 {
4325         int cpu;
4326
4327         rcu_early_boot_tests();
4328
4329         rcu_bootup_announce();
4330         rcu_init_geometry();
4331         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4332         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4333         if (dump_tree)
4334                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4335         __rcu_init_preempt();
4336         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4337
4338         /*
4339          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4340          * this is called early in boot, before either interrupts
4341          * or the scheduler are operational.
4342          */
4343         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4344         for_each_online_cpu(cpu) {
4345                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4346                 rcu_cpu_starting(cpu);
4347         }
4348 }
4349
4350 #include "tree_exp.h"
4351 #include "tree_plugin.h"