rcu: Define rcu_irq_{enter,exit}() in terms of rcu_nmi_{enter,exit}()
[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 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
101         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
102         .abbr = sabbr, \
103         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
104         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
127 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166
167 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
168 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
169 module_param(kthread_prio, int, 0644);
170
171 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
172
173 static int gp_preinit_delay;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
175 static int gp_init_delay;
176 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
177 static int gp_cleanup_delay;
178 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
179
180 /*
181  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
182  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
183  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
184  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
185  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
186  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
187  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
188  */
189 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
190
191 /*
192  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
193  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
194  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
195  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
196  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
197  * These variables enable correlating rcutorture output with the
198  * RCU tracing information.
199  */
200 unsigned long rcutorture_testseq;
201 unsigned long rcutorture_vernum;
202
203 /*
204  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
205  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
206  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
207  * in most contexts.
208  */
209 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
210 {
211         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
212 }
213
214 /*
215  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
216  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
217  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
218  */
219 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
220 {
221         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
222 }
223
224 /*
225  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
226  * how many quiescent states passed, just if there was at least
227  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
228  * The caller must have disabled preemption.
229  */
230 void rcu_sched_qs(void)
231 {
232         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
233         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
234                 return;
235         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
236                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
237                                TPS("cpuqs"));
238         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
239         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
240                 return;
241         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
242         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
243                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
244 }
245
246 void rcu_bh_qs(void)
247 {
248         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
249         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
250                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
251                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
252                                        TPS("cpuqs"));
253                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
254         }
255 }
256
257 /*
258  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
259  * control.  Initially this is for TLB flushing.
260  */
261 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
263 #ifndef rcu_eqs_special_exit
264 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
265 #endif
266
267 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
268         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
269         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
270         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
271 };
272
273 /*
274  * There's a few places, currently just in the tracing infrastructure,
275  * that uses rcu_irq_enter() to make sure RCU is watching. But there's
276  * a small location where that will not even work. In those cases
277  * rcu_irq_enter_disabled() needs to be checked to make sure rcu_irq_enter()
278  * can be called.
279  */
280 static DEFINE_PER_CPU(bool, disable_rcu_irq_enter);
281
282 bool rcu_irq_enter_disabled(void)
283 {
284         return this_cpu_read(disable_rcu_irq_enter);
285 }
286
287 /*
288  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
289  * called when not already in an extended quiescent state.
290  */
291 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
292 {
293         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
294         int seq;
295
296         /*
297          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
298          * critical sections, and we also must force ordering with the
299          * next idle sojourn.
300          */
301         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
302         /* Better be in an extended quiescent state! */
303         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
304                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
305         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
306         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
307                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
308 }
309
310 /*
311  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
312  * called from an extended quiescent state.
313  */
314 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
315 {
316         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
317         int seq;
318
319         /*
320          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
321          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
322          * critical section.
323          */
324         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
325         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
326                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
327         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
328                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
329                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
330                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
331                 rcu_eqs_special_exit();
332         }
333 }
334
335 /*
336  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
337  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
338  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
339  * to the next non-quiescent value.
340  *
341  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
342  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
343  * or when the corresponding CPU is offline.
344  */
345 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
346 {
347         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
348
349         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
350                 return;
351         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
352 }
353
354 /*
355  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
356  *
357  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
358  */
359 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
360 {
361         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
362
363         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
364 }
365
366 /*
367  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
368  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
369  */
370 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
371 {
372         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
373
374         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
375 }
376
377 /*
378  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
379  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
380  */
381 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
382 {
383         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
384 }
385
386 /*
387  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
388  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
389  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
390  */
391 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
392 {
393         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
394 }
395
396 /*
397  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
398  * momentary idle-CPU quiescent state.
399  */
400 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
401 {
402         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
403         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
404                                         &rdtp->dynticks);
405
406         /* It is illegal to call this from idle state. */
407         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
408 }
409
410 /*
411  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
412  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
413  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
414  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
415  * an extended quiescent state.
416  */
417 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
418 {
419         int old;
420         int new;
421         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
422
423         do {
424                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
425                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
426                         return false;
427                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
428         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
429         return true;
430 }
431
432 /*
433  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
434  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
435  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
436  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
437  * this CPU might (or might not) do in the near future.
438  *
439  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
440  *
441  * The caller must have disabled interrupts.
442  */
443 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
444 {
445         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
446         rcu_dynticks_momentary_idle();
447 }
448
449 /*
450  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
451  * and requires special handling for preemptible RCU.
452  * The caller must have disabled interrupts.
453  */
454 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
455 {
456         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
457         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
458         rcu_sched_qs();
459         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
460         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
461         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
462                 goto out;
463         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
464         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
465                 rcu_momentary_dyntick_idle();
466         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
467         if (!preempt)
468                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
469 out:
470         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
471         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
472 }
473 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
474
475 /*
476  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
477  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
478  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
479  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
480  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
481  * all RCU flavors.
482  *
483  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
484  * called externally, but just in case this is called from within this
485  * file.
486  *
487  */
488 void rcu_all_qs(void)
489 {
490         unsigned long flags;
491
492         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
493                 return;
494         preempt_disable();
495         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
496         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
497                 preempt_enable();
498                 return;
499         }
500         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
501         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
502         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
503                 local_irq_save(flags);
504                 rcu_momentary_dyntick_idle();
505                 local_irq_restore(flags);
506         }
507         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
508                 rcu_sched_qs();
509         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
510         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
511         preempt_enable();
512 }
513 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
514
515 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
516 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
517 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
518 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
519 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
520 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
521
522 module_param(blimit, long, 0444);
523 module_param(qhimark, long, 0444);
524 module_param(qlowmark, long, 0444);
525
526 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
527 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
528 static bool rcu_kick_kthreads;
529
530 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
531 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
532 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
533
534 /*
535  * How long the grace period must be before we start recruiting
536  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
537  */
538 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
539 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
540
541 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
542                                   struct rcu_data *rdp);
543 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
544 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
545 static int rcu_pending(void);
546
547 /*
548  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
549  */
550 unsigned long rcu_batches_started(void)
551 {
552         return rcu_state_p->gpnum;
553 }
554 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
555
556 /*
557  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
558  */
559 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
560 {
561         return rcu_sched_state.gpnum;
562 }
563 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
564
565 /*
566  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
567  */
568 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
569 {
570         return rcu_bh_state.gpnum;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
573
574 /*
575  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
576  */
577 unsigned long rcu_batches_completed(void)
578 {
579         return rcu_state_p->completed;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
582
583 /*
584  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
585  */
586 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
587 {
588         return rcu_sched_state.completed;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
591
592 /*
593  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
594  */
595 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
596 {
597         return rcu_bh_state.completed;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
600
601 /*
602  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
603  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
604  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
605  * the cumulative batches since boot.
606  */
607 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
608 {
609         return rcu_state_p->expedited_sequence;
610 }
611 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
612
613 /*
614  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
615  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
616  */
617 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
618 {
619         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
622
623 /*
624  * Force a quiescent state.
625  */
626 void rcu_force_quiescent_state(void)
627 {
628         force_quiescent_state(rcu_state_p);
629 }
630 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
631
632 /*
633  * Force a quiescent state for RCU BH.
634  */
635 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
636 {
637         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
638 }
639 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
640
641 /*
642  * Force a quiescent state for RCU-sched.
643  */
644 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
645 {
646         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
647 }
648 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
649
650 /*
651  * Show the state of the grace-period kthreads.
652  */
653 void show_rcu_gp_kthreads(void)
654 {
655         struct rcu_state *rsp;
656
657         for_each_rcu_flavor(rsp) {
658                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
659                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
660                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
661         }
662 }
663 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
664
665 /*
666  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
667  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
668  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
669  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
670  * store this state in rcutorture itself.
671  */
672 void rcutorture_record_test_transition(void)
673 {
674         rcutorture_testseq++;
675         rcutorture_vernum = 0;
676 }
677 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
678
679 /*
680  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
681  */
682 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
683                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
684 {
685         struct rcu_state *rsp = NULL;
686
687         switch (test_type) {
688         case RCU_FLAVOR:
689                 rsp = rcu_state_p;
690                 break;
691         case RCU_BH_FLAVOR:
692                 rsp = &rcu_bh_state;
693                 break;
694         case RCU_SCHED_FLAVOR:
695                 rsp = &rcu_sched_state;
696                 break;
697         default:
698                 break;
699         }
700         if (rsp == NULL)
701                 return;
702         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
703         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
704         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
705 }
706 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
707
708 /*
709  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
710  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
711  * messages.
712  */
713 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
714 {
715         rcutorture_vernum++;
716 }
717 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
718
719 /*
720  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
721  */
722 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
723 {
724         return &rsp->node[0];
725 }
726
727 /*
728  * Is there any need for future grace periods?
729  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
730  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
731  */
732 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
733 {
734         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
735         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
736         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
737
738         lockdep_assert_irqs_disabled();
739         return READ_ONCE(*fp);
740 }
741
742 /*
743  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
744  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
745  * normal callback registry.
746  */
747 static bool
748 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
749 {
750         lockdep_assert_irqs_disabled();
751         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
752                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
753         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
754                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
755         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
756                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
757         if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
758                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
759         if (rcu_segcblist_future_gp_needed(&rdp->cblist,
760                                            READ_ONCE(rsp->completed)))
761                 return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
762         return false; /* No grace period needed. */
763 }
764
765 /*
766  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is entering an extended quiescent state
767  *
768  * Enter idle, doing appropriate accounting.  The caller must have
769  * disabled interrupts.
770  */
771 static void rcu_eqs_enter_common(bool user)
772 {
773         struct rcu_state *rsp;
774         struct rcu_data *rdp;
775         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
776
777         lockdep_assert_irqs_disabled();
778         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
779         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
780             !user && !is_idle_task(current)) {
781                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
782                         idle_task(smp_processor_id());
783
784                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
785                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
786                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
787                           current->pid, current->comm,
788                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
789         }
790         for_each_rcu_flavor(rsp) {
791                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
792                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
793         }
794         rcu_prepare_for_idle();
795         __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
796         rdtp->dynticks_nesting = 0; /* Breaks tracing momentarily. */
797         rcu_dynticks_eqs_enter(); /* After this, tracing works again. */
798         __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
799         rcu_dynticks_task_enter();
800
801         /*
802          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
803          * in an RCU read-side critical section.
804          */
805         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
806                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
807         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
808                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
809         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
810                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
811 }
812
813 /*
814  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
815  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
816  */
817 static void rcu_eqs_enter(bool user)
818 {
819         struct rcu_dynticks *rdtp;
820
821         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
822         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
823         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
824                      (rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
825         if ((rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
826                 rcu_eqs_enter_common(user);
827         else
828                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
829 }
830
831 /**
832  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
833  *
834  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
835  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
836  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
837  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
838  *
839  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
840  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
841  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
842  *
843  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
844  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
845  */
846 void rcu_idle_enter(void)
847 {
848         lockdep_assert_irqs_disabled();
849         rcu_eqs_enter(false);
850 }
851
852 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
853 /**
854  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
855  *
856  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
857  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
858  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
859  * when the CPU runs in userspace.
860  *
861  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
862  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
863  */
864 void rcu_user_enter(void)
865 {
866         lockdep_assert_irqs_disabled();
867         rcu_eqs_enter(true);
868 }
869 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
870
871 /**
872  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
873  *
874  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
875  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
876  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
877  * being RCU-idle.
878  *
879  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
880  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
881  */
882 void rcu_nmi_exit(void)
883 {
884         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
885
886         /*
887          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
888          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
889          * to us!)
890          */
891         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
892         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
893
894         /*
895          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
896          * leave it in non-RCU-idle state.
897          */
898         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
899                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
900                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
901                 return;
902         }
903
904         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
905         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
906         rcu_dynticks_eqs_enter();
907 }
908
909 /**
910  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
911  *
912  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
913  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
914  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
915  *
916  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
917  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
918  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
919  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
920  *
921  * Use things like work queues to work around this limitation.
922  *
923  * You have been warned.
924  *
925  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
926  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
927  */
928 void rcu_irq_exit(void)
929 {
930         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
931
932         lockdep_assert_irqs_disabled();
933         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
934                 rcu_prepare_for_idle();
935         rcu_nmi_exit();
936         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
937                 rcu_dynticks_task_enter();
938 }
939
940 /*
941  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
942  *
943  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
944  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
945  */
946 void rcu_irq_exit_irqson(void)
947 {
948         unsigned long flags;
949
950         local_irq_save(flags);
951         rcu_irq_exit();
952         local_irq_restore(flags);
953 }
954
955 /*
956  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
957  *
958  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
959  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
960  * The caller must have disabled interrupts.
961  */
962 static void rcu_eqs_exit_common(long long newval, int user)
963 {
964         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
965
966         rcu_dynticks_task_exit();
967         rcu_dynticks_eqs_exit();
968         rcu_cleanup_after_idle();
969         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, newval);
970         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
971             !user && !is_idle_task(current)) {
972                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
973                         idle_task(smp_processor_id());
974
975                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
976                                   rdtp->dynticks_nesting, newval);
977                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
978                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
979                           current->pid, current->comm,
980                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
981         }
982 }
983
984 /*
985  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
986  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
987  */
988 static void rcu_eqs_exit(bool user)
989 {
990         struct rcu_dynticks *rdtp;
991         long long oldval;
992
993         lockdep_assert_irqs_disabled();
994         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
995         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
996         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
997         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
998                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
999         } else {
1000                 __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
1001                 rcu_eqs_exit_common(DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE, user);
1002                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
1003                 __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
1004                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
1005         }
1006 }
1007
1008 /**
1009  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
1010  *
1011  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
1012  * read-side critical sections can occur.
1013  *
1014  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
1015  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
1016  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
1017  * now starting.
1018  *
1019  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
1020  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1021  */
1022 void rcu_idle_exit(void)
1023 {
1024         unsigned long flags;
1025
1026         local_irq_save(flags);
1027         rcu_eqs_exit(false);
1028         local_irq_restore(flags);
1029 }
1030
1031 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1032 /**
1033  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
1034  *
1035  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
1036  * run a RCU read side critical section anytime.
1037  *
1038  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
1039  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1040  */
1041 void rcu_user_exit(void)
1042 {
1043         rcu_eqs_exit(1);
1044 }
1045 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1046
1047 /**
1048  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1049  *
1050  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1051  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1052  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1053  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1054  * run out of stack space first.)
1055  *
1056  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
1057  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1058  */
1059 void rcu_nmi_enter(void)
1060 {
1061         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1062         int incby = 2;
1063
1064         /* Complain about underflow. */
1065         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1066
1067         /*
1068          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1069          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1070          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1071          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1072          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1073          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1074          */
1075         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1076                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1077                 incby = 1;
1078         }
1079         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1080                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1081         barrier();
1082 }
1083
1084 /**
1085  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1086  *
1087  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1088  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1089  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1090  *
1091  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1092  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1093  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1094  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1095  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1096  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1097  * But very infrequently and irreproducibly.
1098  *
1099  * Use things like work queues to work around this limitation.
1100  *
1101  * You have been warned.
1102  *
1103  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1104  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1105  */
1106 void rcu_irq_enter(void)
1107 {
1108         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1109
1110         lockdep_assert_irqs_disabled();
1111         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
1112                 rcu_dynticks_task_exit();
1113         rcu_nmi_enter();
1114         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
1115                 rcu_cleanup_after_idle();
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1120  *
1121  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1122  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1123  */
1124 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1125 {
1126         unsigned long flags;
1127
1128         local_irq_save(flags);
1129         rcu_irq_enter();
1130         local_irq_restore(flags);
1131 }
1132
1133 /**
1134  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1135  *
1136  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1137  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1138  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1139  * or NMI handler, return true.
1140  */
1141 bool notrace rcu_is_watching(void)
1142 {
1143         bool ret;
1144
1145         preempt_disable_notrace();
1146         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1147         preempt_enable_notrace();
1148         return ret;
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1151
1152 /*
1153  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1154  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1155  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1156  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1157  * time around this task will generate another request.
1158  */
1159 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1160 {
1161         int cpu;
1162
1163         barrier();
1164         cpu = task_cpu(t);
1165         if (!task_curr(t))
1166                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1167         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1168 }
1169
1170 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1171
1172 /*
1173  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1174  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1175  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1176  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1177  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1178  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1179  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1180  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1181  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1182  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1183  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1184  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1185  * of the CPU.
1186  *
1187  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1188  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1189  *
1190  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1191  * errors from NMI handlers anyway.
1192  */
1193 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1194 {
1195         struct rcu_data *rdp;
1196         struct rcu_node *rnp;
1197         bool ret;
1198
1199         if (in_nmi())
1200                 return true;
1201         preempt_disable();
1202         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1203         rnp = rdp->mynode;
1204         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1205               !rcu_scheduler_fully_active;
1206         preempt_enable();
1207         return ret;
1208 }
1209 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1210
1211 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1212
1213 /**
1214  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1215  *
1216  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1217  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1218  * disabled preemption.
1219  */
1220 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1221 {
1222         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1227  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1228  * of the rcu_node ->gpnum counter with respect to the rcu_data counters.
1229  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1230  * code whatsoever.
1231  */
1232 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1233 {
1234         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1235         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1236                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1237         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gpnum + ULONG_MAX / 4, rnp->gpnum))
1238                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum + ULONG_MAX / 4;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1243  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1244  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1245  */
1246 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1247 {
1248         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1249         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1250                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1251                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1252                 return 1;
1253         }
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1259  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1260  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1261  * there is unexpected state on entry.
1262  */
1263 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1264 {
1265         struct rcu_data *rdp;
1266         struct rcu_node *rnp;
1267
1268         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1269         rnp = rdp->mynode;
1270         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1271         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1272                 rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1273                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1274         }
1275         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1280  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1281  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1282  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1283  */
1284 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1285 {
1286         unsigned long jtsq;
1287         bool *rnhqp;
1288         bool *ruqp;
1289         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1290
1291         /*
1292          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1293          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1294          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1295          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1296          * read-side critical section that started before the beginning
1297          * of the current RCU grace period.
1298          */
1299         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1300                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1301                 rdp->dynticks_fqs++;
1302                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1303                 return 1;
1304         }
1305
1306         /*
1307          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1308          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1309          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1310          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1311          */
1312         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1313         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1314         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1315             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1316             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1317                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1318                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1319                 return 1;
1320         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1321                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1322                 smp_store_release(ruqp, true);
1323         }
1324
1325         /* Check for the CPU being offline. */
1326         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1327                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1328                 rdp->offline_fqs++;
1329                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1330                 return 1;
1331         }
1332
1333         /*
1334          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1335          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1336          * even context-switching back and forth between a pair of
1337          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1338          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1339          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1340          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1341          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1342          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1343          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1344          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1345          * there are at most four threads involved, and because the
1346          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1347          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1348          * quite low.
1349          */
1350         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1351         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1352             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1353              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1354                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1355                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1356                 smp_store_release(ruqp, true);
1357                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1358         }
1359
1360         /*
1361          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1362          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1363          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1364          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1365          */
1366         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1367                 resched_cpu(rdp->cpu);
1368                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1369                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gpnum != rnp->gpnum &&
1370                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1371                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1372                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1373                         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum;
1374                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1375                 }
1376         }
1377
1378         return 0;
1379 }
1380
1381 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1382 {
1383         unsigned long j = jiffies;
1384         unsigned long j1;
1385
1386         rsp->gp_start = j;
1387         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1388         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1389         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1390         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1391         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1396  */
1397 static const char *gp_state_getname(short gs)
1398 {
1399         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1400                 return "???";
1401         return gp_state_names[gs];
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1406  */
1407 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1408 {
1409         unsigned long gpa;
1410         unsigned long j;
1411
1412         j = jiffies;
1413         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1414         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1415                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1416                        rsp->name, j - gpa,
1417                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1418                        rsp->gp_flags,
1419                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1420                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1421                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1422                 if (rsp->gp_kthread) {
1423                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1424                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1425                 }
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1431  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1432  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1433  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1434  */
1435 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1436 {
1437         int cpu;
1438         unsigned long flags;
1439         struct rcu_node *rnp;
1440
1441         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1442                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1443                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1444                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1445                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1446                                         dump_cpu_task(cpu);
1447                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1448         }
1449 }
1450
1451 /*
1452  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1453  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1454  */
1455 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1456 {
1457         unsigned long j;
1458
1459         if (!rcu_kick_kthreads)
1460                 return;
1461         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1462         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1463             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1464                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1465                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1466                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1467                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1468         }
1469 }
1470
1471 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1472 {
1473         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1474                 panic("RCU Stall\n");
1475 }
1476
1477 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1478 {
1479         int cpu;
1480         long delta;
1481         unsigned long flags;
1482         unsigned long gpa;
1483         unsigned long j;
1484         int ndetected = 0;
1485         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1486         long totqlen = 0;
1487
1488         /* Kick and suppress, if so configured. */
1489         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1490         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1491                 return;
1492
1493         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1494
1495         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1496         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1497         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1498                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1499                 return;
1500         }
1501         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1502                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1503         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1504
1505         /*
1506          * OK, time to rat on our buddy...
1507          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1508          * RCU CPU stall warnings.
1509          */
1510         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1511                rsp->name);
1512         print_cpu_stall_info_begin();
1513         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1514                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1515                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1516                 if (rnp->qsmask != 0) {
1517                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1518                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1519                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1520                                         ndetected++;
1521                                 }
1522                 }
1523                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1524         }
1525
1526         print_cpu_stall_info_end();
1527         for_each_possible_cpu(cpu)
1528                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1529                                                             cpu)->cblist);
1530         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1531                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1532                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1533         if (ndetected) {
1534                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1535
1536                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1537                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1538         } else {
1539                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1540                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1541                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1542                 } else {
1543                         j = jiffies;
1544                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1545                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1546                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1547                                jiffies_till_next_fqs,
1548                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1549                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1550                         sched_show_task(current);
1551                 }
1552         }
1553
1554         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1555
1556         panic_on_rcu_stall();
1557
1558         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1559 }
1560
1561 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1562 {
1563         int cpu;
1564         unsigned long flags;
1565         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1566         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1567         long totqlen = 0;
1568
1569         /* Kick and suppress, if so configured. */
1570         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1571         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1572                 return;
1573
1574         /*
1575          * OK, time to rat on ourselves...
1576          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1577          * RCU CPU stall warnings.
1578          */
1579         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1580         print_cpu_stall_info_begin();
1581         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1582         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1583         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1584         print_cpu_stall_info_end();
1585         for_each_possible_cpu(cpu)
1586                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1587                                                             cpu)->cblist);
1588         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1589                 jiffies - rsp->gp_start,
1590                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1591
1592         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1593
1594         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1595
1596         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1597         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1598                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1599                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1600         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1601
1602         panic_on_rcu_stall();
1603
1604         /*
1605          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1606          *
1607          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1608          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1609          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1610          */
1611         resched_cpu(smp_processor_id());
1612 }
1613
1614 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1615 {
1616         unsigned long completed;
1617         unsigned long gpnum;
1618         unsigned long gps;
1619         unsigned long j;
1620         unsigned long js;
1621         struct rcu_node *rnp;
1622
1623         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1624             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1625                 return;
1626         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1627         j = jiffies;
1628
1629         /*
1630          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1631          *
1632          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1633          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1634          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1635          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1636          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1637          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1638          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1639          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1640          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1641          * from rsp->gpnum.
1642          *
1643          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1644          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1645          */
1646         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1647         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1648         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1649         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1650         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1651         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1652         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1653         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1654             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1655             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1656                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1657         rnp = rdp->mynode;
1658         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1659             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1660
1661                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1662                 print_cpu_stall(rsp);
1663
1664         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1665                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1666
1667                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1668                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1669         }
1670 }
1671
1672 /**
1673  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1674  *
1675  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1676  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1677  * RCU grace periods.
1678  *
1679  * The caller must disable hard irqs.
1680  */
1681 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1682 {
1683         struct rcu_state *rsp;
1684
1685         for_each_rcu_flavor(rsp)
1686                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1691  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1692  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1693  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1694  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1695  *
1696  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1697  */
1698 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1699                                        struct rcu_node *rnp)
1700 {
1701         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1702
1703         /*
1704          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1705          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1706          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1707          * period might have started, but just not yet gotten around
1708          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1709          */
1710         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1711                 return rnp->completed + 1;
1712
1713         /*
1714          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1715          * then the subsequent full grace period.
1716          */
1717         return rnp->completed + 2;
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1722  * rcu_nocb_wait_gp().
1723  */
1724 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1725                                 unsigned long c, const char *s)
1726 {
1727         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1728                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1729                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1734  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1735  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1736  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1737  *
1738  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1739  */
1740 static bool __maybe_unused
1741 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1742                     unsigned long *c_out)
1743 {
1744         unsigned long c;
1745         bool ret = false;
1746         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1747
1748         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1749
1750         /*
1751          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1752          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1753          */
1754         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1755         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1756         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1757                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1758                 goto out;
1759         }
1760
1761         /*
1762          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1763          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1764          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1765          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1766          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1767          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1768          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1769          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1770          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1771          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1772          * doing some extra useless work.
1773          */
1774         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1775             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1776                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1777                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1778                 goto out;
1779         }
1780
1781         /*
1782          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1783          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1784          * start one (if needed).
1785          */
1786         if (rnp != rnp_root)
1787                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1788
1789         /*
1790          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1791          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1792          * earlier.  Adjust callbacks as needed.
1793          */
1794         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1795         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1796                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1797
1798         /*
1799          * If the needed for the required grace period is already
1800          * recorded, trace and leave.
1801          */
1802         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1803                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1804                 goto unlock_out;
1805         }
1806
1807         /* Record the need for the future grace period. */
1808         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1809
1810         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1811         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1812                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1813         } else {
1814                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1815                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1816         }
1817 unlock_out:
1818         if (rnp != rnp_root)
1819                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1820 out:
1821         if (c_out != NULL)
1822                 *c_out = c;
1823         return ret;
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1828  * whether any additional grace periods have been requested.
1829  */
1830 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1831 {
1832         int c = rnp->completed;
1833         int needmore;
1834         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1835
1836         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1837         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1838         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1839                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1840         return needmore;
1841 }
1842
1843 /*
1844  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1845  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1846  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1847  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1848  * a kthread that has not yet been created.
1849  */
1850 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1851 {
1852         if (current == rsp->gp_kthread ||
1853             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1854             !rsp->gp_kthread)
1855                 return;
1856         swake_up(&rsp->gp_wq);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1861  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1862  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1863  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1864  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1865  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1866  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1867  * awaken the RCU grace-period kthread.
1868  *
1869  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1870  */
1871 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1872                                struct rcu_data *rdp)
1873 {
1874         bool ret = false;
1875
1876         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1877
1878         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1879         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1880                 return false;
1881
1882         /*
1883          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1884          * information.  Something about the fact that getting exact
1885          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1886          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1887          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1888          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1889          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1890          * number.
1891          */
1892         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, rcu_cbs_completed(rsp, rnp)))
1893                 ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1894
1895         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1896         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1897                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1898         else
1899                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1900         return ret;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1905  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1906  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1907  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1908  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1909  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1910  *
1911  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1912  */
1913 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1914                             struct rcu_data *rdp)
1915 {
1916         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1917
1918         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1919         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1920                 return false;
1921
1922         /*
1923          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1924          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1925          */
1926         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1927
1928         /* Classify any remaining callbacks. */
1929         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1934  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1935  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1936  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1937  */
1938 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1939                               struct rcu_data *rdp)
1940 {
1941         bool ret;
1942         bool need_gp;
1943
1944         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1945
1946         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1947         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1948             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1949
1950                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1951                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1952
1953         } else {
1954
1955                 /* Advance callbacks. */
1956                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1957
1958                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1959                 rdp->completed = rnp->completed;
1960                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1961         }
1962
1963         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1964                 /*
1965                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1966                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1967                  * go looking for one.
1968                  */
1969                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1970                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1971                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1972                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1973                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1974                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1975                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1976                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1977                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1978         }
1979         return ret;
1980 }
1981
1982 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1983 {
1984         unsigned long flags;
1985         bool needwake;
1986         struct rcu_node *rnp;
1987
1988         local_irq_save(flags);
1989         rnp = rdp->mynode;
1990         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1991              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1992              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1993             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1994                 local_irq_restore(flags);
1995                 return;
1996         }
1997         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1998         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1999         if (needwake)
2000                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2001 }
2002
2003 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
2004 {
2005         if (delay > 0 &&
2006             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
2007                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
2012  */
2013 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
2014 {
2015         unsigned long oldmask;
2016         struct rcu_data *rdp;
2017         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2018
2019         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2020         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2021         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
2022                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
2023                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2024                 return false;
2025         }
2026         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
2027
2028         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
2029                 /*
2030                  * Grace period already in progress, don't start another.
2031                  * Not supposed to be able to happen.
2032                  */
2033                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2034                 return false;
2035         }
2036
2037         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
2038         record_gp_stall_check_time(rsp);
2039         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
2040         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
2041         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
2042         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2043
2044         /*
2045          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2046          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2047          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2048          * will handle subsequent offline CPUs.
2049          */
2050         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2051                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2052                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2053                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2054                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2055                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2056                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2057                         continue;
2058                 }
2059
2060                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2061                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2062                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2063
2064                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2065                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2066                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2067                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2068                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2069                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2070                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2071                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2072                 }
2073
2074                 /*
2075                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2076                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2077                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2078                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2079                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2080                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2081                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2082                  */
2083                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2084                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2085                      rnp->qsmaskinit)) {
2086                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2087                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2088                 }
2089
2090                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2091         }
2092
2093         /*
2094          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2095          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2096          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2097          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2098          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2099          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2100          * leaf node has been initialized.
2101          *
2102          * The grace period cannot complete until the initialization
2103          * process finishes, because this kthread handles both.
2104          */
2105         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2106                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2107                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2108                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2109                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2110                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2111                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2112                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2113                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2114                 if (rnp == rdp->mynode)
2115                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2116                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2117                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2118                                             rnp->level, rnp->grplo,
2119                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2120                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2121                 cond_resched_rcu_qs();
2122                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2123         }
2124
2125         return true;
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
2130  * time.
2131  */
2132 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2133 {
2134         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2135
2136         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2137         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2138         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2139                 return true;
2140
2141         /* The current grace period has completed. */
2142         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2143                 return true;
2144
2145         return false;
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Do one round of quiescent-state forcing.
2150  */
2151 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2152 {
2153         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2154
2155         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2156         rsp->n_force_qs++;
2157         if (first_time) {
2158                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2159                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2160         } else {
2161                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2162                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2163         }
2164         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2165         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2166                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2167                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2168                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2169                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2170         }
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Clean up after the old grace period.
2175  */
2176 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2177 {
2178         unsigned long gp_duration;
2179         bool needgp = false;
2180         int nocb = 0;
2181         struct rcu_data *rdp;
2182         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2183         struct swait_queue_head *sq;
2184
2185         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2186         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2187         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2188         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2189                 rsp->gp_max = gp_duration;
2190
2191         /*
2192          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2193          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2194          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2195          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2196          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2197          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2198          */
2199         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2200
2201         /*
2202          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2203          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2204          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2205          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2206          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2207          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2208          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2209          */
2210         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2211                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2212                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2213                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2214                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2215                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2216                 if (rnp == rdp->mynode)
2217                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2218                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2219                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2220                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2221                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2222                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2223                 cond_resched_rcu_qs();
2224                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2225                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2226         }
2227         rnp = rcu_get_root(rsp);
2228         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2229         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2230
2231         /* Declare grace period done. */
2232         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2233         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2234         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2235         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2236         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2237         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2238         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2239                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2240                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2241                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2242                                        TPS("newreq"));
2243         }
2244         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Body of kthread that handles grace periods.
2249  */
2250 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2251 {
2252         bool first_gp_fqs;
2253         int gf;
2254         unsigned long j;
2255         int ret;
2256         struct rcu_state *rsp = arg;
2257         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2258
2259         rcu_bind_gp_kthread();
2260         for (;;) {
2261
2262                 /* Handle grace-period start. */
2263                 for (;;) {
2264                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2265                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2266                                                TPS("reqwait"));
2267                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2268                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2269                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2270                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2271                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2272                         if (rcu_gp_init(rsp))
2273                                 break;
2274                         cond_resched_rcu_qs();
2275                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2276                         WARN_ON(signal_pending(current));
2277                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2278                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2279                                                TPS("reqwaitsig"));
2280                 }
2281
2282                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2283                 first_gp_fqs = true;
2284                 j = jiffies_till_first_fqs;
2285                 if (j > HZ) {
2286                         j = HZ;
2287                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2288                 }
2289                 ret = 0;
2290                 for (;;) {
2291                         if (!ret) {
2292                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2293                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2294                                            jiffies + 3 * j);
2295                         }
2296                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2297                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2298                                                TPS("fqswait"));
2299                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2300                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2301                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2302                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2303                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2304                         /* If grace period done, leave loop. */
2305                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2306                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2307                                 break;
2308                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2309                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2310                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2311                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2312                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2313                                                        TPS("fqsstart"));
2314                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2315                                 first_gp_fqs = false;
2316                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2317                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2318                                                        TPS("fqsend"));
2319                                 cond_resched_rcu_qs();
2320                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2321                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2322                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2323                                 if (j > HZ) {
2324                                         j = HZ;
2325                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2326                                 } else if (j < 1) {
2327                                         j = 1;
2328                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2329                                 }
2330                         } else {
2331                                 /* Deal with stray signal. */
2332                                 cond_resched_rcu_qs();
2333                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2334                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2335                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2336                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2337                                                        TPS("fqswaitsig"));
2338                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2339                                 j = jiffies;
2340                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2341                                         j = 1;
2342                                 else
2343                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2344                         }
2345                 }
2346
2347                 /* Handle grace-period end. */
2348                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2349                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2350                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2351         }
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2356  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2357  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2358  *
2359  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2360  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2361  * quiescent state.
2362  *
2363  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2364  */
2365 static bool
2366 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2367                       struct rcu_data *rdp)
2368 {
2369         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2370         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2371                 /*
2372                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2373                  * task, this CPU does not need another grace period,
2374                  * or a grace period is already in progress.
2375                  * Either way, don't start a new grace period.
2376                  */
2377                 return false;
2378         }
2379         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2380         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2381                                TPS("newreq"));
2382
2383         /*
2384          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2385          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2386          * the wakeup to our caller.
2387          */
2388         return true;
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2393  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2394  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2395  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2396  * that is encountered beforehand.
2397  *
2398  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2399  */
2400 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2401 {
2402         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2403         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2404         bool ret = false;
2405
2406         /*
2407          * If there is no grace period in progress right now, any
2408          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2409          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2410          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2411          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2412          * then start the grace period!
2413          */
2414         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2415         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2416         return ret;
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2421  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2422  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2423  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2424  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2425  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2426  * which is released before return.
2427  */
2428 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2429         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2430 {
2431         lockdep_assert_held(&rcu_get_root(rsp)->lock);
2432         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2433         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2434         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2435         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2440  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2441  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2442  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2443  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2444  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2445  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2446  * must be held upon entry, and it is released before return.
2447  */
2448 static void
2449 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2450                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2451         __releases(rnp->lock)
2452 {
2453         unsigned long oldmask = 0;
2454         struct rcu_node *rnp_c;
2455
2456         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2457
2458         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2459         for (;;) {
2460                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2461
2462                         /*
2463                          * Our bit has already been cleared, or the
2464                          * relevant grace period is already over, so done.
2465                          */
2466                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2467                         return;
2468                 }
2469                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2470                 WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1 &&
2471                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2472                 rnp->qsmask &= ~mask;
2473                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2474                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2475                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2476                                                  !!rnp->gp_tasks);
2477                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2478
2479                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2480                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2481                         return;
2482                 }
2483                 mask = rnp->grpmask;
2484                 if (rnp->parent == NULL) {
2485
2486                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2487
2488                         break;
2489                 }
2490                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2491                 rnp_c = rnp;
2492                 rnp = rnp->parent;
2493                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2494                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2495         }
2496
2497         /*
2498          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2499          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2500          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2501          */
2502         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2507  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2508  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2509  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2510  * disabled.
2511  */
2512 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2513                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2514         __releases(rnp->lock)
2515 {
2516         unsigned long gps;
2517         unsigned long mask;
2518         struct rcu_node *rnp_p;
2519
2520         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2521         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2522             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2523                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2524                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2525         }
2526
2527         rnp_p = rnp->parent;
2528         if (rnp_p == NULL) {
2529                 /*
2530                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2531                  * try to report up to its nonexistent parent!
2532                  */
2533                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2534                 return;
2535         }
2536
2537         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2538         gps = rnp->gpnum;
2539         mask = rnp->grpmask;
2540         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2541         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2542         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2547  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2548  */
2549 static void
2550 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2551 {
2552         unsigned long flags;
2553         unsigned long mask;
2554         bool needwake;
2555         struct rcu_node *rnp;
2556
2557         rnp = rdp->mynode;
2558         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2559         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2560             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2561
2562                 /*
2563                  * The grace period in which this quiescent state was
2564                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2565                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2566                  * within the current grace period.
2567                  */
2568                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2569                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2570                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2571                 return;
2572         }
2573         mask = rdp->grpmask;
2574         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2575                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2576         } else {
2577                 rdp->core_needs_qs = false;
2578
2579                 /*
2580                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2581                  * callbacks can be processed during the next GP.
2582                  */
2583                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2584
2585                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2586                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2587                 if (needwake)
2588                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2589         }
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2594  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2595  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2596  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2597  */
2598 static void
2599 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2600 {
2601         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2602         note_gp_changes(rsp, rdp);
2603
2604         /*
2605          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2606          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2607          */
2608         if (!rdp->core_needs_qs)
2609                 return;
2610
2611         /*
2612          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2613          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2614          */
2615         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2616                 return;
2617
2618         /*
2619          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2620          * judge of that).
2621          */
2622         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2627  */
2628 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2629 {
2630         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2631         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2632         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2633
2634         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2635                 return;
2636
2637         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2638         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2639                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2640                                TPS("cpuofl"));
2641 }
2642
2643 /*
2644  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2645  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2646  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2647  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2648  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2649  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2650  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2651  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2652  * updated
2653  *
2654  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2655  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2656  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2657  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2658  * invoke it again.
2659  */
2660 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2661 {
2662         long mask;
2663         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2664
2665         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2666         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2667             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2668                 return;
2669         for (;;) {
2670                 mask = rnp->grpmask;
2671                 rnp = rnp->parent;
2672                 if (!rnp)
2673                         break;
2674                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2675                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2676                 rnp->qsmask &= ~mask;
2677                 if (rnp->qsmaskinit) {
2678                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2679                         /* irqs remain disabled. */
2680                         return;
2681                 }
2682                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2683         }
2684 }
2685
2686 /*
2687  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2688  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2689  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2690  * explicit locking.
2691  */
2692 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2693 {
2694         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2695         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2696
2697         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2698                 return;
2699
2700         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2701         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2702 }
2703
2704 /*
2705  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2706  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2707  */
2708 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2709 {
2710         unsigned long flags;
2711         struct rcu_head *rhp;
2712         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2713         long bl, count;
2714
2715         /* If no callbacks are ready, just return. */
2716         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2717                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2718                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2719                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2720                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2721                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2722                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2723                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2724                 return;
2725         }
2726
2727         /*
2728          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2729          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2730          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2731          */
2732         local_irq_save(flags);
2733         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2734         bl = rdp->blimit;
2735         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2736                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2737         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2738         local_irq_restore(flags);
2739
2740         /* Invoke callbacks. */
2741         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2742         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2743                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2744                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2745                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2746                 /*
2747                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2748                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2749                  */
2750                 if (-rcl.len >= bl &&
2751                     (need_resched() ||
2752                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2753                         break;
2754         }
2755
2756         local_irq_save(flags);
2757         count = -rcl.len;
2758         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2759                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2760
2761         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2762         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2763         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2764         rdp->n_cbs_invoked += count;
2765         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2766
2767         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2768         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2769         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2770                 rdp->blimit = blimit;
2771
2772         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2773         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2774                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2775                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2776         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2777                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2778         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2779
2780         local_irq_restore(flags);
2781
2782         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2783         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2784                 invoke_rcu_core();
2785 }
2786
2787 /*
2788  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2789  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2790  * Also schedule RCU core processing.
2791  *
2792  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2793  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2794  */
2795 void rcu_check_callbacks(int user)
2796 {
2797         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2798         increment_cpu_stall_ticks();
2799         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2800
2801                 /*
2802                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2803                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2804                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2805                  * a quiescent state, so note it.
2806                  *
2807                  * No memory barrier is required here because both
2808                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2809                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2810                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2811                  */
2812
2813                 rcu_sched_qs();
2814                 rcu_bh_qs();
2815
2816         } else if (!in_softirq()) {
2817
2818                 /*
2819                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2820                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2821                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2822                  * critical section, so note it.
2823                  */
2824
2825                 rcu_bh_qs();
2826         }
2827         rcu_preempt_check_callbacks();
2828         if (rcu_pending())
2829                 invoke_rcu_core();
2830         if (user)
2831                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2832         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2833 }
2834
2835 /*
2836  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2837  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2838  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2839  *
2840  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2841  */
2842 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2843 {
2844         int cpu;
2845         unsigned long flags;
2846         unsigned long mask;
2847         struct rcu_node *rnp;
2848
2849         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2850                 cond_resched_rcu_qs();
2851                 mask = 0;
2852                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2853                 if (rnp->qsmask == 0) {
2854                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2855                             rsp != rcu_state_p ||
2856                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2857                                 /*
2858                                  * No point in scanning bits because they
2859                                  * are all zero.  But we might need to
2860                                  * priority-boost blocked readers.
2861                                  */
2862                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2863                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2864                                 continue;
2865                         }
2866                         if (rnp->parent &&
2867                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2868                                 /*
2869                                  * Race between grace-period
2870                                  * initialization and task exiting RCU
2871                                  * read-side critical section: Report.
2872                                  */
2873                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2874                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2875                                 continue;
2876                         }
2877                 }
2878                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2879                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2880                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2881                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2882                                         mask |= bit;
2883                         }
2884                 }
2885                 if (mask != 0) {
2886                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2887                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2888                 } else {
2889                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2890                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2891                 }
2892         }
2893 }
2894
2895 /*
2896  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2897  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2898  */
2899 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2900 {
2901         unsigned long flags;
2902         bool ret;
2903         struct rcu_node *rnp;
2904         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2905
2906         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2907         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2908         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2909                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2910                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2911                 if (rnp_old != NULL)
2912                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2913                 if (ret) {
2914                         rsp->n_force_qs_lh++;
2915                         return;
2916                 }
2917                 rnp_old = rnp;
2918         }
2919         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2920
2921         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2922         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2923         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2924         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2925                 rsp->n_force_qs_lh++;
2926                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2927                 return;  /* Someone beat us to it. */
2928         }
2929         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2930         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2931         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2932 }
2933
2934 /*
2935  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2936  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2937  * whom the rdp belongs.
2938  */
2939 static void
2940 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2941 {
2942         unsigned long flags;
2943         bool needwake;
2944         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2945
2946         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2947
2948         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2949         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2950
2951         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2952         local_irq_save(flags);
2953         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2954                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2955                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2956                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2957                 if (needwake)
2958                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2959         } else {
2960                 local_irq_restore(flags);
2961         }
2962
2963         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2964         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2965                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2966
2967         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2968         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2969 }
2970
2971 /*
2972  * Do RCU core processing for the current CPU.
2973  */
2974 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2975 {
2976         struct rcu_state *rsp;
2977
2978         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2979                 return;
2980         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2981         for_each_rcu_flavor(rsp)
2982                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2983         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2984 }
2985
2986 /*
2987  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2988  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2989  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2990  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2991  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2992  */
2993 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2994 {
2995         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2996                 return;
2997         if (likely(!rsp->boost)) {
2998                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2999                 return;
3000         }
3001         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3002 }
3003
3004 static void invoke_rcu_core(void)
3005 {
3006         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3007                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3008 }
3009
3010 /*
3011  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3012  */
3013 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3014                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3015 {
3016         bool needwake;
3017
3018         /*
3019          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3020          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3021          */
3022         if (!rcu_is_watching())
3023                 invoke_rcu_core();
3024
3025         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3026         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3027                 return;
3028
3029         /*
3030          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3031          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3032          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3033          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3034          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3035          */
3036         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
3037                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3038
3039                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3040                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3041
3042                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3043                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3044                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3045
3046                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3047                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3048                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3049                         if (needwake)
3050                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3051                 } else {
3052                         /* Give the grace period a kick. */
3053                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3054                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3055                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
3056                                 force_quiescent_state(rsp);
3057                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3058                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
3059                 }
3060         }
3061 }
3062
3063 /*
3064  * RCU callback function to leak a callback.
3065  */
3066 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3067 {
3068 }
3069
3070 /*
3071  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3072  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3073  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3074  * is expected to specify a CPU.
3075  */
3076 static void
3077 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3078            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3079 {
3080         unsigned long flags;
3081         struct rcu_data *rdp;
3082
3083         /* Misaligned rcu_head! */
3084         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3085
3086         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3087                 /*
3088                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3089                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3090                  * time callback was passed to __call_rcu().
3091                  */
3092                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
3093                           head, head->func);
3094                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3095                 return;
3096         }
3097         head->func = func;
3098         head->next = NULL;
3099         local_irq_save(flags);
3100         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3101
3102         /* Add the callback to our list. */
3103         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
3104                 int offline;
3105
3106                 if (cpu != -1)
3107                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3108                 if (likely(rdp->mynode)) {
3109                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3110                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3111                         WARN_ON_ONCE(offline);
3112                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3113                         local_irq_restore(flags);
3114                         return;
3115                 }
3116                 /*
3117                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3118                  * and then drop through to queue the callback.
3119                  */
3120                 BUG_ON(cpu != -1);
3121                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3122                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3123                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3124         }
3125         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
3126         if (!lazy)
3127                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3128
3129         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3130                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3131                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3132                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3133         else
3134                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3135                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3136                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3137
3138         /* Go handle any RCU core processing required. */
3139         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3140         local_irq_restore(flags);
3141 }
3142
3143 /**
3144  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
3145  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3146  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3147  *
3148  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3149  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3150  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
3151  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
3152  * or on voluntary preemption.
3153  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3154  *
3155  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3156  * - anything that disables preemption.
3157  *
3158  *  These may be nested.
3159  *
3160  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3161  * memory ordering guarantees.
3162  */
3163 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3164 {
3165         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3168
3169 /**
3170  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3171  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3172  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3173  *
3174  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3175  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3176  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3177  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3178  * handler. This means that read-side critical sections in process
3179  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3180  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3181  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3182  *
3183  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3184  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3185  *
3186  * These may be nested.
3187  *
3188  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3189  * memory ordering guarantees.
3190  */
3191 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3192 {
3193         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3194 }
3195 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3196
3197 /*
3198  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3199  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3200  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3201  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3202  * function may only be called from __kfree_rcu().
3203  */
3204 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3205                     rcu_callback_t func)
3206 {
3207         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3208 }
3209 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3210
3211 /*
3212  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3213  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3214  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3215  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3216  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3217  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3218  * some overhead: RCU still operates correctly.
3219  */
3220 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3221 {
3222         int ret;
3223
3224         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3225         preempt_disable();
3226         ret = num_online_cpus() <= 1;
3227         preempt_enable();
3228         return ret;
3229 }
3230
3231 /**
3232  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3233  *
3234  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3235  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3236  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3237  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3238  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3239  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3240  * rcu_read_lock_sched().
3241  *
3242  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3243  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3244  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3245  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3246  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3247  *
3248  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3249  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3250  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3251  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3252  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3253  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3254  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3255  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3256  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3257  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3258  * that are executing in the kernel.
3259  *
3260  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3261  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3262  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3263  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3264  * again only if the system has more than one CPU).
3265  */
3266 void synchronize_sched(void)
3267 {
3268         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3269                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3270                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3271                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3272         if (rcu_blocking_is_gp())
3273                 return;
3274         if (rcu_gp_is_expedited())
3275                 synchronize_sched_expedited();
3276         else
3277                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3278 }
3279 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3280
3281 /**
3282  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3283  *
3284  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3285  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3286  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3287  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3288  * and may be nested.
3289  *
3290  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3291  * on memory ordering guarantees.
3292  */
3293 void synchronize_rcu_bh(void)
3294 {
3295         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3296                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3297                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3298                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3299         if (rcu_blocking_is_gp())
3300                 return;
3301         if (rcu_gp_is_expedited())
3302                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3303         else
3304                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3305 }
3306 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3307
3308 /**
3309  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3310  *
3311  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3312  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3313  * meantime.
3314  */
3315 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3316 {
3317         /*
3318          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3319          * before the load from ->gpnum.
3320          */
3321         smp_mb();  /* ^^^ */
3322
3323         /*
3324          * Make sure this load happens before the purportedly
3325          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3326          * and cond_synchronize_rcu().
3327          */
3328         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3331
3332 /**
3333  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3334  *
3335  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3336  *
3337  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3338  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3339  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3340  *
3341  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3342  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3343  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3344  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3345  */
3346 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3347 {
3348         unsigned long newstate;
3349
3350         /*
3351          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3352          * actions the caller might carry out after we return.
3353          */
3354         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3355         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3356                 synchronize_rcu();
3357 }
3358 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3359
3360 /**
3361  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3362  *
3363  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3364  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3365  * meantime.
3366  */
3367 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3368 {
3369         /*
3370          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3371          * before the load from ->gpnum.
3372          */
3373         smp_mb();  /* ^^^ */
3374
3375         /*
3376          * Make sure this load happens before the purportedly
3377          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3378          * and cond_synchronize_sched().
3379          */
3380         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3381 }
3382 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3383
3384 /**
3385  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3386  *
3387  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3388  *
3389  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3390  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3391  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3392  *
3393  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3394  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3395  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3396  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3397  */
3398 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3399 {
3400         unsigned long newstate;
3401
3402         /*
3403          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3404          * actions the caller might carry out after we return.
3405          */
3406         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3407         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3408                 synchronize_sched();
3409 }
3410 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3411
3412 /*
3413  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3414  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3415  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3416  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3417  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3418  */
3419 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3420 {
3421         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3422
3423         rdp->n_rcu_pending++;
3424
3425         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3426         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3427
3428         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3429         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3430                 return 0;
3431
3432         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3433         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3434             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3435             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr)) {
3436                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3437         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3438                 rdp->n_rp_report_qs++;
3439                 return 1;
3440         }
3441
3442         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3443         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
3444                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3445                 return 1;
3446         }
3447
3448         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3449         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3450                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3451                 return 1;
3452         }
3453
3454         /* Has another RCU grace period completed?  */
3455         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3456                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3457                 return 1;
3458         }
3459
3460         /* Has a new RCU grace period started? */
3461         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3462             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3463                 rdp->n_rp_gp_started++;
3464                 return 1;
3465         }
3466
3467         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3468         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3469                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3470                 return 1;
3471         }
3472
3473         /* nothing to do */
3474         rdp->n_rp_need_nothing++;
3475         return 0;
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3480  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3481  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3482  */
3483 static int rcu_pending(void)
3484 {
3485         struct rcu_state *rsp;
3486
3487         for_each_rcu_flavor(rsp)
3488                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3489                         return 1;
3490         return 0;
3491 }
3492
3493 /*
3494  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3495  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3496  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3497  */
3498 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3499 {
3500         bool al = true;
3501         bool hc = false;
3502         struct rcu_data *rdp;
3503         struct rcu_state *rsp;
3504
3505         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3506                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3507                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3508                         continue;
3509                 hc = true;
3510                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3511                         al = false;
3512                         break;
3513                 }
3514         }
3515         if (all_lazy)
3516                 *all_lazy = al;
3517         return hc;
3518 }
3519
3520 /*
3521  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3522  * the compiler is expected to optimize this away.
3523  */
3524 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3525                                int cpu, unsigned long done)
3526 {
3527         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3528                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3529 }
3530
3531 /*
3532  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3533  * up the task executing _rcu_barrier().
3534  */
3535 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3536 {
3537         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3538         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3539
3540         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3541                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3542                                    rsp->barrier_sequence);
3543                 complete(&rsp->barrier_completion);
3544         } else {
3545                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3546         }
3547 }
3548
3549 /*
3550  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3551  */
3552 static void rcu_barrier_func(void *type)
3553 {
3554         struct rcu_state *rsp = type;
3555         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3556
3557         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3558         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3559         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3560         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3561                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3562         } else {
3563                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3564                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3565                                    rsp->barrier_sequence);
3566         }
3567 }
3568
3569 /*
3570  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3571  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3572  */
3573 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3574 {
3575         int cpu;
3576         struct rcu_data *rdp;
3577         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3578
3579         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3580
3581         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3582         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3583
3584         /* Did someone else do our work for us? */
3585         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3586                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3587                                    rsp->barrier_sequence);
3588                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3589                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3590                 return;
3591         }
3592
3593         /* Mark the start of the barrier operation. */
3594         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3595         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3596
3597         /*
3598          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3599          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3600          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3601          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3602          */
3603         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3604         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3605         get_online_cpus();
3606
3607         /*
3608          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3609          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3610          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3611          */
3612         for_each_possible_cpu(cpu) {
3613                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3614                         continue;
3615                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3616                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3617                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3618                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3619                                                    rsp->barrier_sequence);
3620                         } else {
3621                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3622                                                    rsp->barrier_sequence);
3623                                 smp_mb__before_atomic();
3624                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3625                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3626                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3627                         }
3628                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3629                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3630                                            rsp->barrier_sequence);
3631                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3632                 } else {
3633                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3634                                            rsp->barrier_sequence);
3635                 }
3636         }
3637         put_online_cpus();
3638
3639         /*
3640          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3641          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3642          */
3643         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3644                 complete(&rsp->barrier_completion);
3645
3646         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3647         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3648
3649         /* Mark the end of the barrier operation. */
3650         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3651         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3652
3653         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3654         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3655 }
3656
3657 /**
3658  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3659  */
3660 void rcu_barrier_bh(void)
3661 {
3662         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3663 }
3664 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3665
3666 /**
3667  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3668  */
3669 void rcu_barrier_sched(void)
3670 {
3671         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3672 }
3673 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3674
3675 /*
3676  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3677  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3678  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3679  * disabled.
3680  */
3681 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3682 {
3683         long mask;
3684         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3685
3686         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
3687         for (;;) {
3688                 mask = rnp->grpmask;
3689                 rnp = rnp->parent;
3690                 if (rnp == NULL)
3691                         return;
3692                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3693                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3694                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3695         }
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3700  */
3701 static void __init
3702 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3703 {
3704         unsigned long flags;
3705         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3706         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3707
3708         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3709         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3710         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3711         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3712         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3713         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3714         rdp->cpu = cpu;
3715         rdp->rsp = rsp;
3716         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3717         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3718 }
3719
3720 /*
3721  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3722  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3723  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3724  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3725  */
3726 static void
3727 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3728 {
3729         unsigned long flags;
3730         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3731         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3732
3733         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3734         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3735         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3736         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3737         rdp->blimit = blimit;
3738         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3739             !init_nocb_callback_list(rdp))
3740                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3741         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3742         rcu_dynticks_eqs_online();
3743         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3744
3745         /*
3746          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3747          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3748          * of the next grace period.
3749          */
3750         rnp = rdp->mynode;
3751         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3752         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3753         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3754         rdp->completed = rnp->completed;
3755         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3756         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3757         rdp->core_needs_qs = false;
3758         rdp->rcu_iw_pending = false;
3759         rdp->rcu_iw_gpnum = rnp->gpnum - 1;
3760         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3761         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3762 }
3763
3764 /*
3765  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3766  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3767  */
3768 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3769 {
3770         struct rcu_state *rsp;
3771
3772         for_each_rcu_flavor(rsp)
3773                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3774
3775         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3776         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3777
3778         return 0;
3779 }
3780
3781 /*
3782  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3783  */
3784 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3785 {
3786         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3787
3788         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3789 }
3790
3791 /*
3792  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3793  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3794  */
3795 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3796 {
3797         unsigned long flags;
3798         struct rcu_data *rdp;
3799         struct rcu_node *rnp;
3800         struct rcu_state *rsp;
3801
3802         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3803                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3804                 rnp = rdp->mynode;
3805                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3806                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3807                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3808         }
3809         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3810                 srcu_online_cpu(cpu);
3811         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3812                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3813         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3814         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3815         return 0;
3816 }
3817
3818 /*
3819  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3820  * with pretty much all services enabled.
3821  */
3822 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3823 {
3824         unsigned long flags;
3825         struct rcu_data *rdp;
3826         struct rcu_node *rnp;
3827         struct rcu_state *rsp;
3828
3829         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3830                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3831                 rnp = rdp->mynode;
3832                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3833                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3834                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3835         }
3836
3837         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3838         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3839                 srcu_offline_cpu(cpu);
3840         return 0;
3841 }
3842
3843 /*
3844  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3845  */
3846 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3847 {
3848         struct rcu_state *rsp;
3849
3850         for_each_rcu_flavor(rsp)
3851                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3852         return 0;
3853 }
3854
3855 /*
3856  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3857  */
3858 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3859 {
3860         struct rcu_state *rsp;
3861
3862         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3863                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3864                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3865         }
3866         return 0;
3867 }
3868
3869 /*
3870  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3871  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3872  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3873  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3874  * will result in lockdep splats.
3875  *
3876  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3877  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3878  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3879  */
3880 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3881 {
3882         unsigned long flags;
3883         unsigned long mask;
3884         int nbits;
3885         unsigned long oldmask;
3886         struct rcu_data *rdp;
3887         struct rcu_node *rnp;
3888         struct rcu_state *rsp;
3889
3890         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3891                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3892                 rnp = rdp->mynode;
3893                 mask = rdp->grpmask;
3894                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3895                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3896                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3897                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3898                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3899                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3900                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3901                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3902                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3903         }
3904         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3905 }
3906
3907 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3908 /*
3909  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3910  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3911  * bit masks.
3912  */
3913 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3914 {
3915         unsigned long flags;
3916         unsigned long mask;
3917         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3918         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3919
3920         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3921         mask = rdp->grpmask;
3922         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3923         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3924         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3925 }
3926
3927 /*
3928  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3929  * the list of CPUs that RCU must track.
3930  *
3931  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3932  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3933  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3934  */
3935 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3936 {
3937         struct rcu_state *rsp;
3938
3939         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3940         preempt_disable();
3941         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3942                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3943         preempt_enable();
3944         for_each_rcu_flavor(rsp)
3945                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3946 }
3947
3948 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3949 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3950 {
3951         unsigned long flags;
3952         struct rcu_data *my_rdp;
3953         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3954         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3955
3956         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3957                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3958
3959         local_irq_save(flags);
3960         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3961         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3962                 local_irq_restore(flags);
3963                 return;
3964         }
3965         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3966         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp); /* Leverage recent GPs. */
3967         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp); /* Assign GP to pending CBs. */
3968         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3969         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3970                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3971         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3972         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3973                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3974                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3975                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3976                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3977 }
3978
3979 /*
3980  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3981  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3982  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3983  */
3984 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3985 {
3986         struct rcu_state *rsp;
3987
3988         for_each_rcu_flavor(rsp)
3989                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3990 }
3991 #endif
3992
3993 /*
3994  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3995  * and hibernation run faster.
3996  */
3997 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3998                          unsigned long action, void *hcpu)
3999 {
4000         switch (action) {
4001         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4002         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4003                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4004                         rcu_expedite_gp();
4005                 break;
4006         case PM_POST_HIBERNATION:
4007         case PM_POST_SUSPEND:
4008                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4009                         rcu_unexpedite_gp();
4010                 break;
4011         default:
4012                 break;
4013         }
4014         return NOTIFY_OK;
4015 }
4016
4017 /*
4018  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4019  */
4020 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4021 {
4022         unsigned long flags;
4023         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4024         struct rcu_node *rnp;
4025         struct rcu_state *rsp;
4026         struct sched_param sp;
4027         struct task_struct *t;
4028
4029         /* Force priority into range. */
4030         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4031                 kthread_prio = 1;
4032         else if (kthread_prio < 0)
4033                 kthread_prio = 0;
4034         else if (kthread_prio > 99)
4035                 kthread_prio = 99;
4036         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4037                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4038                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4039
4040         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4041         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4042                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4043                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4044                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4045                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4046                 rsp->gp_kthread = t;
4047                 if (kthread_prio) {
4048                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4049                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4050                 }
4051                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4052                 wake_up_process(t);
4053         }
4054         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4055         rcu_spawn_boost_kthreads();
4056         return 0;
4057 }
4058 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4059
4060 /*
4061  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4062  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4063  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4064  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4065  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4066  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4067  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4068  * runtime RCU functionality.
4069  */
4070 void rcu_scheduler_starting(void)
4071 {
4072         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4073         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4074         rcu_test_sync_prims();
4075         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4076         rcu_test_sync_prims();
4077 }
4078
4079 /*
4080  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4081  */
4082 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4083 {
4084         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4085         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4086         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4087         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4088
4089         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4090         int cpustride = 1;
4091         int i;
4092         int j;
4093         struct rcu_node *rnp;
4094
4095         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4096
4097         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4098         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4099                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4100
4101         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4102
4103         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4104                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4105         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4106
4107         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4108
4109         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4110                 cpustride *= levelspread[i];
4111                 rnp = rsp->level[i];
4112                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4113                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4114                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4115                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4116                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4117                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4118                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4119                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4120                         rnp->completed = rsp->completed;
4121                         rnp->qsmask = 0;
4122                         rnp->qsmaskinit = 0;
4123                         rnp->grplo = j * cpustride;
4124                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4125                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4126                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4127                         if (i == 0) {
4128                                 rnp->grpnum = 0;
4129                                 rnp->grpmask = 0;
4130                                 rnp->parent = NULL;
4131                         } else {
4132                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4133                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4134                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4135                                               j / levelspread[i - 1];
4136                         }
4137                         rnp->level = i;
4138                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4139                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4140                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4141                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4142                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4143                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4144                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4145                 }
4146         }
4147
4148         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4149         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4150         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4151         for_each_possible_cpu(i) {
4152                 while (i > rnp->grphi)
4153                         rnp++;
4154                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4155                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4156         }
4157         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4158 }
4159
4160 /*
4161  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4162  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4163  * the ->node array in the rcu_state structure.
4164  */
4165 static void __init rcu_init_geometry(void)
4166 {
4167         ulong d;
4168         int i;
4169         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4170
4171         /*
4172          * Initialize any unspecified boot parameters.
4173          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4174          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4175          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4176          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4177          */
4178         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4179         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4180                 jiffies_till_first_fqs = d;
4181         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4182                 jiffies_till_next_fqs = d;
4183
4184         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4185         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4186             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4187                 return;
4188         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4189                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4190
4191         /*
4192          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4193          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4194          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4195          * limit is exceeded.
4196          */
4197         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4198             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4199                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4200                 WARN_ON(1);
4201                 return;
4202         }
4203
4204         /*
4205          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4206          * with the given number of levels.
4207          */
4208         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4209         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4210                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4211
4212         /*
4213          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4214          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4215          */
4216         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4217                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4218                 WARN_ON(1);
4219                 return;
4220         }
4221
4222         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4223         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4224         }
4225         rcu_num_lvls = i + 1;
4226
4227         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4228         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4229                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4230                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4231         }
4232
4233         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4234         rcu_num_nodes = 0;
4235         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4236                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4237 }
4238
4239 /*
4240  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4241  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4242  */
4243 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4244 {
4245         int level = 0;
4246         struct rcu_node *rnp;
4247
4248         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4249         pr_info(" ");
4250         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4251                 if (rnp->level != level) {
4252                         pr_cont("\n");
4253                         pr_info(" ");
4254                         level = rnp->level;
4255                 }
4256                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4257         }
4258         pr_cont("\n");
4259 }
4260
4261 void __init rcu_init(void)
4262 {
4263         int cpu;
4264
4265         rcu_early_boot_tests();
4266
4267         rcu_bootup_announce();
4268         rcu_init_geometry();
4269         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4270         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4271         if (dump_tree)
4272                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4273         __rcu_init_preempt();
4274         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4275
4276         /*
4277          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4278          * this is called early in boot, before either interrupts
4279          * or the scheduler are operational.
4280          */
4281         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4282         for_each_online_cpu(cpu) {
4283                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4284                 rcu_cpu_starting(cpu);
4285                 rcutree_online_cpu(cpu);
4286         }
4287 }
4288
4289 #include "tree_exp.h"
4290 #include "tree_plugin.h"