GNU Linux-libre 5.13.14-gnu1
[releases.git] / kernel / rcu / srcutree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Sleepable Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion.
4  *
5  * Copyright (C) IBM Corporation, 2006
6  * Copyright (C) Fujitsu, 2012
7  *
8  * Authors: Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
9  *         Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
10  *
11  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
12  *              Documentation/RCU/ *.txt
13  *
14  */
15
16 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
17
18 #include <linux/export.h>
19 #include <linux/mutex.h>
20 #include <linux/percpu.h>
21 #include <linux/preempt.h>
22 #include <linux/rcupdate_wait.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/srcu.h>
28
29 #include "rcu.h"
30 #include "rcu_segcblist.h"
31
32 /* Holdoff in nanoseconds for auto-expediting. */
33 #define DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF (25 * 1000)
34 static ulong exp_holdoff = DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF;
35 module_param(exp_holdoff, ulong, 0444);
36
37 /* Overflow-check frequency.  N bits roughly says every 2**N grace periods. */
38 static ulong counter_wrap_check = (ULONG_MAX >> 2);
39 module_param(counter_wrap_check, ulong, 0444);
40
41 /* Early-boot callback-management, so early that no lock is required! */
42 static LIST_HEAD(srcu_boot_list);
43 static bool __read_mostly srcu_init_done;
44
45 static void srcu_invoke_callbacks(struct work_struct *work);
46 static void srcu_reschedule(struct srcu_struct *ssp, unsigned long delay);
47 static void process_srcu(struct work_struct *work);
48 static void srcu_delay_timer(struct timer_list *t);
49
50 /* Wrappers for lock acquisition and release, see raw_spin_lock_rcu_node(). */
51 #define spin_lock_rcu_node(p)                                   \
52 do {                                                                    \
53         spin_lock(&ACCESS_PRIVATE(p, lock));                    \
54         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
55 } while (0)
56
57 #define spin_unlock_rcu_node(p) spin_unlock(&ACCESS_PRIVATE(p, lock))
58
59 #define spin_lock_irq_rcu_node(p)                                       \
60 do {                                                                    \
61         spin_lock_irq(&ACCESS_PRIVATE(p, lock));                        \
62         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
63 } while (0)
64
65 #define spin_unlock_irq_rcu_node(p)                                     \
66         spin_unlock_irq(&ACCESS_PRIVATE(p, lock))
67
68 #define spin_lock_irqsave_rcu_node(p, flags)                    \
69 do {                                                                    \
70         spin_lock_irqsave(&ACCESS_PRIVATE(p, lock), flags);     \
71         smp_mb__after_unlock_lock();                                    \
72 } while (0)
73
74 #define spin_unlock_irqrestore_rcu_node(p, flags)                       \
75         spin_unlock_irqrestore(&ACCESS_PRIVATE(p, lock), flags) \
76
77 /*
78  * Initialize SRCU combining tree.  Note that statically allocated
79  * srcu_struct structures might already have srcu_read_lock() and
80  * srcu_read_unlock() running against them.  So if the is_static parameter
81  * is set, don't initialize ->srcu_lock_count[] and ->srcu_unlock_count[].
82  */
83 static void init_srcu_struct_nodes(struct srcu_struct *ssp, bool is_static)
84 {
85         int cpu;
86         int i;
87         int level = 0;
88         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];
89         struct srcu_data *sdp;
90         struct srcu_node *snp;
91         struct srcu_node *snp_first;
92
93         /* Initialize geometry if it has not already been initialized. */
94         rcu_init_geometry();
95
96         /* Work out the overall tree geometry. */
97         ssp->level[0] = &ssp->node[0];
98         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
99                 ssp->level[i] = ssp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
100         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
101
102         /* Each pass through this loop initializes one srcu_node structure. */
103         srcu_for_each_node_breadth_first(ssp, snp) {
104                 spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(snp, lock));
105                 WARN_ON_ONCE(ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs) !=
106                              ARRAY_SIZE(snp->srcu_data_have_cbs));
107                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs); i++) {
108                         snp->srcu_have_cbs[i] = 0;
109                         snp->srcu_data_have_cbs[i] = 0;
110                 }
111                 snp->srcu_gp_seq_needed_exp = 0;
112                 snp->grplo = -1;
113                 snp->grphi = -1;
114                 if (snp == &ssp->node[0]) {
115                         /* Root node, special case. */
116                         snp->srcu_parent = NULL;
117                         continue;
118                 }
119
120                 /* Non-root node. */
121                 if (snp == ssp->level[level + 1])
122                         level++;
123                 snp->srcu_parent = ssp->level[level - 1] +
124                                    (snp - ssp->level[level]) /
125                                    levelspread[level - 1];
126         }
127
128         /*
129          * Initialize the per-CPU srcu_data array, which feeds into the
130          * leaves of the srcu_node tree.
131          */
132         WARN_ON_ONCE(ARRAY_SIZE(sdp->srcu_lock_count) !=
133                      ARRAY_SIZE(sdp->srcu_unlock_count));
134         level = rcu_num_lvls - 1;
135         snp_first = ssp->level[level];
136         for_each_possible_cpu(cpu) {
137                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
138                 spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(sdp, lock));
139                 rcu_segcblist_init(&sdp->srcu_cblist);
140                 sdp->srcu_cblist_invoking = false;
141                 sdp->srcu_gp_seq_needed = ssp->srcu_gp_seq;
142                 sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = ssp->srcu_gp_seq;
143                 sdp->mynode = &snp_first[cpu / levelspread[level]];
144                 for (snp = sdp->mynode; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
145                         if (snp->grplo < 0)
146                                 snp->grplo = cpu;
147                         snp->grphi = cpu;
148                 }
149                 sdp->cpu = cpu;
150                 INIT_WORK(&sdp->work, srcu_invoke_callbacks);
151                 timer_setup(&sdp->delay_work, srcu_delay_timer, 0);
152                 sdp->ssp = ssp;
153                 sdp->grpmask = 1 << (cpu - sdp->mynode->grplo);
154                 if (is_static)
155                         continue;
156
157                 /* Dynamically allocated, better be no srcu_read_locks()! */
158                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sdp->srcu_lock_count); i++) {
159                         sdp->srcu_lock_count[i] = 0;
160                         sdp->srcu_unlock_count[i] = 0;
161                 }
162         }
163 }
164
165 /*
166  * Initialize non-compile-time initialized fields, including the
167  * associated srcu_node and srcu_data structures.  The is_static
168  * parameter is passed through to init_srcu_struct_nodes(), and
169  * also tells us that ->sda has already been wired up to srcu_data.
170  */
171 static int init_srcu_struct_fields(struct srcu_struct *ssp, bool is_static)
172 {
173         mutex_init(&ssp->srcu_cb_mutex);
174         mutex_init(&ssp->srcu_gp_mutex);
175         ssp->srcu_idx = 0;
176         ssp->srcu_gp_seq = 0;
177         ssp->srcu_barrier_seq = 0;
178         mutex_init(&ssp->srcu_barrier_mutex);
179         atomic_set(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt, 0);
180         INIT_DELAYED_WORK(&ssp->work, process_srcu);
181         if (!is_static)
182                 ssp->sda = alloc_percpu(struct srcu_data);
183         if (!ssp->sda)
184                 return -ENOMEM;
185         init_srcu_struct_nodes(ssp, is_static);
186         ssp->srcu_gp_seq_needed_exp = 0;
187         ssp->srcu_last_gp_end = ktime_get_mono_fast_ns();
188         smp_store_release(&ssp->srcu_gp_seq_needed, 0); /* Init done. */
189         return 0;
190 }
191
192 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
193
194 int __init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp, const char *name,
195                        struct lock_class_key *key)
196 {
197         /* Don't re-initialize a lock while it is held. */
198         debug_check_no_locks_freed((void *)ssp, sizeof(*ssp));
199         lockdep_init_map(&ssp->dep_map, name, key, 0);
200         spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
201         return init_srcu_struct_fields(ssp, false);
202 }
203 EXPORT_SYMBOL_GPL(__init_srcu_struct);
204
205 #else /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
206
207 /**
208  * init_srcu_struct - initialize a sleep-RCU structure
209  * @ssp: structure to initialize.
210  *
211  * Must invoke this on a given srcu_struct before passing that srcu_struct
212  * to any other function.  Each srcu_struct represents a separate domain
213  * of SRCU protection.
214  */
215 int init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
216 {
217         spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
218         return init_srcu_struct_fields(ssp, false);
219 }
220 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_srcu_struct);
221
222 #endif /* #else #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
223
224 /*
225  * First-use initialization of statically allocated srcu_struct
226  * structure.  Wiring up the combining tree is more than can be
227  * done with compile-time initialization, so this check is added
228  * to each update-side SRCU primitive.  Use ssp->lock, which -is-
229  * compile-time initialized, to resolve races involving multiple
230  * CPUs trying to garner first-use privileges.
231  */
232 static void check_init_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
233 {
234         unsigned long flags;
235
236         /* The smp_load_acquire() pairs with the smp_store_release(). */
237         if (!rcu_seq_state(smp_load_acquire(&ssp->srcu_gp_seq_needed))) /*^^^*/
238                 return; /* Already initialized. */
239         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
240         if (!rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
241                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
242                 return;
243         }
244         init_srcu_struct_fields(ssp, true);
245         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
246 }
247
248 /*
249  * Returns approximate total of the readers' ->srcu_lock_count[] values
250  * for the rank of per-CPU counters specified by idx.
251  */
252 static unsigned long srcu_readers_lock_idx(struct srcu_struct *ssp, int idx)
253 {
254         int cpu;
255         unsigned long sum = 0;
256
257         for_each_possible_cpu(cpu) {
258                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
259
260                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[idx]);
261         }
262         return sum;
263 }
264
265 /*
266  * Returns approximate total of the readers' ->srcu_unlock_count[] values
267  * for the rank of per-CPU counters specified by idx.
268  */
269 static unsigned long srcu_readers_unlock_idx(struct srcu_struct *ssp, int idx)
270 {
271         int cpu;
272         unsigned long sum = 0;
273
274         for_each_possible_cpu(cpu) {
275                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
276
277                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[idx]);
278         }
279         return sum;
280 }
281
282 /*
283  * Return true if the number of pre-existing readers is determined to
284  * be zero.
285  */
286 static bool srcu_readers_active_idx_check(struct srcu_struct *ssp, int idx)
287 {
288         unsigned long unlocks;
289
290         unlocks = srcu_readers_unlock_idx(ssp, idx);
291
292         /*
293          * Make sure that a lock is always counted if the corresponding
294          * unlock is counted. Needs to be a smp_mb() as the read side may
295          * contain a read from a variable that is written to before the
296          * synchronize_srcu() in the write side. In this case smp_mb()s
297          * A and B act like the store buffering pattern.
298          *
299          * This smp_mb() also pairs with smp_mb() C to prevent accesses
300          * after the synchronize_srcu() from being executed before the
301          * grace period ends.
302          */
303         smp_mb(); /* A */
304
305         /*
306          * If the locks are the same as the unlocks, then there must have
307          * been no readers on this index at some time in between. This does
308          * not mean that there are no more readers, as one could have read
309          * the current index but not have incremented the lock counter yet.
310          *
311          * So suppose that the updater is preempted here for so long
312          * that more than ULONG_MAX non-nested readers come and go in
313          * the meantime.  It turns out that this cannot result in overflow
314          * because if a reader modifies its unlock count after we read it
315          * above, then that reader's next load of ->srcu_idx is guaranteed
316          * to get the new value, which will cause it to operate on the
317          * other bank of counters, where it cannot contribute to the
318          * overflow of these counters.  This means that there is a maximum
319          * of 2*NR_CPUS increments, which cannot overflow given current
320          * systems, especially not on 64-bit systems.
321          *
322          * OK, how about nesting?  This does impose a limit on nesting
323          * of floor(ULONG_MAX/NR_CPUS/2), which should be sufficient,
324          * especially on 64-bit systems.
325          */
326         return srcu_readers_lock_idx(ssp, idx) == unlocks;
327 }
328
329 /**
330  * srcu_readers_active - returns true if there are readers. and false
331  *                       otherwise
332  * @ssp: which srcu_struct to count active readers (holding srcu_read_lock).
333  *
334  * Note that this is not an atomic primitive, and can therefore suffer
335  * severe errors when invoked on an active srcu_struct.  That said, it
336  * can be useful as an error check at cleanup time.
337  */
338 static bool srcu_readers_active(struct srcu_struct *ssp)
339 {
340         int cpu;
341         unsigned long sum = 0;
342
343         for_each_possible_cpu(cpu) {
344                 struct srcu_data *cpuc = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
345
346                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[0]);
347                 sum += READ_ONCE(cpuc->srcu_lock_count[1]);
348                 sum -= READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[0]);
349                 sum -= READ_ONCE(cpuc->srcu_unlock_count[1]);
350         }
351         return sum;
352 }
353
354 #define SRCU_INTERVAL           1
355
356 /*
357  * Return grace-period delay, zero if there are expedited grace
358  * periods pending, SRCU_INTERVAL otherwise.
359  */
360 static unsigned long srcu_get_delay(struct srcu_struct *ssp)
361 {
362         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq),
363                          READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp)))
364                 return 0;
365         return SRCU_INTERVAL;
366 }
367
368 /**
369  * cleanup_srcu_struct - deconstruct a sleep-RCU structure
370  * @ssp: structure to clean up.
371  *
372  * Must invoke this after you are finished using a given srcu_struct that
373  * was initialized via init_srcu_struct(), else you leak memory.
374  */
375 void cleanup_srcu_struct(struct srcu_struct *ssp)
376 {
377         int cpu;
378
379         if (WARN_ON(!srcu_get_delay(ssp)))
380                 return; /* Just leak it! */
381         if (WARN_ON(srcu_readers_active(ssp)))
382                 return; /* Just leak it! */
383         flush_delayed_work(&ssp->work);
384         for_each_possible_cpu(cpu) {
385                 struct srcu_data *sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
386
387                 del_timer_sync(&sdp->delay_work);
388                 flush_work(&sdp->work);
389                 if (WARN_ON(rcu_segcblist_n_cbs(&sdp->srcu_cblist)))
390                         return; /* Forgot srcu_barrier(), so just leak it! */
391         }
392         if (WARN_ON(rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) != SRCU_STATE_IDLE) ||
393             WARN_ON(srcu_readers_active(ssp))) {
394                 pr_info("%s: Active srcu_struct %p state: %d\n",
395                         __func__, ssp, rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)));
396                 return; /* Caller forgot to stop doing call_srcu()? */
397         }
398         free_percpu(ssp->sda);
399         ssp->sda = NULL;
400 }
401 EXPORT_SYMBOL_GPL(cleanup_srcu_struct);
402
403 /*
404  * Counts the new reader in the appropriate per-CPU element of the
405  * srcu_struct.
406  * Returns an index that must be passed to the matching srcu_read_unlock().
407  */
408 int __srcu_read_lock(struct srcu_struct *ssp)
409 {
410         int idx;
411
412         idx = READ_ONCE(ssp->srcu_idx) & 0x1;
413         this_cpu_inc(ssp->sda->srcu_lock_count[idx]);
414         smp_mb(); /* B */  /* Avoid leaking the critical section. */
415         return idx;
416 }
417 EXPORT_SYMBOL_GPL(__srcu_read_lock);
418
419 /*
420  * Removes the count for the old reader from the appropriate per-CPU
421  * element of the srcu_struct.  Note that this may well be a different
422  * CPU than that which was incremented by the corresponding srcu_read_lock().
423  */
424 void __srcu_read_unlock(struct srcu_struct *ssp, int idx)
425 {
426         smp_mb(); /* C */  /* Avoid leaking the critical section. */
427         this_cpu_inc(ssp->sda->srcu_unlock_count[idx]);
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(__srcu_read_unlock);
430
431 /*
432  * We use an adaptive strategy for synchronize_srcu() and especially for
433  * synchronize_srcu_expedited().  We spin for a fixed time period
434  * (defined below) to allow SRCU readers to exit their read-side critical
435  * sections.  If there are still some readers after a few microseconds,
436  * we repeatedly block for 1-millisecond time periods.
437  */
438 #define SRCU_RETRY_CHECK_DELAY          5
439
440 /*
441  * Start an SRCU grace period.
442  */
443 static void srcu_gp_start(struct srcu_struct *ssp)
444 {
445         struct srcu_data *sdp = this_cpu_ptr(ssp->sda);
446         int state;
447
448         lockdep_assert_held(&ACCESS_PRIVATE(ssp, lock));
449         WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed));
450         spin_lock_rcu_node(sdp);  /* Interrupts already disabled. */
451         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
452                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
453         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist,
454                                        rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq));
455         spin_unlock_rcu_node(sdp);  /* Interrupts remain disabled. */
456         smp_mb(); /* Order prior store to ->srcu_gp_seq_needed vs. GP start. */
457         rcu_seq_start(&ssp->srcu_gp_seq);
458         state = rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq);
459         WARN_ON_ONCE(state != SRCU_STATE_SCAN1);
460 }
461
462
463 static void srcu_delay_timer(struct timer_list *t)
464 {
465         struct srcu_data *sdp = container_of(t, struct srcu_data, delay_work);
466
467         queue_work_on(sdp->cpu, rcu_gp_wq, &sdp->work);
468 }
469
470 static void srcu_queue_delayed_work_on(struct srcu_data *sdp,
471                                        unsigned long delay)
472 {
473         if (!delay) {
474                 queue_work_on(sdp->cpu, rcu_gp_wq, &sdp->work);
475                 return;
476         }
477
478         timer_reduce(&sdp->delay_work, jiffies + delay);
479 }
480
481 /*
482  * Schedule callback invocation for the specified srcu_data structure,
483  * if possible, on the corresponding CPU.
484  */
485 static void srcu_schedule_cbs_sdp(struct srcu_data *sdp, unsigned long delay)
486 {
487         srcu_queue_delayed_work_on(sdp, delay);
488 }
489
490 /*
491  * Schedule callback invocation for all srcu_data structures associated
492  * with the specified srcu_node structure that have callbacks for the
493  * just-completed grace period, the one corresponding to idx.  If possible,
494  * schedule this invocation on the corresponding CPUs.
495  */
496 static void srcu_schedule_cbs_snp(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_node *snp,
497                                   unsigned long mask, unsigned long delay)
498 {
499         int cpu;
500
501         for (cpu = snp->grplo; cpu <= snp->grphi; cpu++) {
502                 if (!(mask & (1 << (cpu - snp->grplo))))
503                         continue;
504                 srcu_schedule_cbs_sdp(per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu), delay);
505         }
506 }
507
508 /*
509  * Note the end of an SRCU grace period.  Initiates callback invocation
510  * and starts a new grace period if needed.
511  *
512  * The ->srcu_cb_mutex acquisition does not protect any data, but
513  * instead prevents more than one grace period from starting while we
514  * are initiating callback invocation.  This allows the ->srcu_have_cbs[]
515  * array to have a finite number of elements.
516  */
517 static void srcu_gp_end(struct srcu_struct *ssp)
518 {
519         unsigned long cbdelay;
520         bool cbs;
521         bool last_lvl;
522         int cpu;
523         unsigned long flags;
524         unsigned long gpseq;
525         int idx;
526         unsigned long mask;
527         struct srcu_data *sdp;
528         struct srcu_node *snp;
529
530         /* Prevent more than one additional grace period. */
531         mutex_lock(&ssp->srcu_cb_mutex);
532
533         /* End the current grace period. */
534         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
535         idx = rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq);
536         WARN_ON_ONCE(idx != SRCU_STATE_SCAN2);
537         cbdelay = srcu_get_delay(ssp);
538         WRITE_ONCE(ssp->srcu_last_gp_end, ktime_get_mono_fast_ns());
539         rcu_seq_end(&ssp->srcu_gp_seq);
540         gpseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
541         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq))
542                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq);
543         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
544         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
545         /* A new grace period can start at this point.  But only one. */
546
547         /* Initiate callback invocation as needed. */
548         idx = rcu_seq_ctr(gpseq) % ARRAY_SIZE(snp->srcu_have_cbs);
549         srcu_for_each_node_breadth_first(ssp, snp) {
550                 spin_lock_irq_rcu_node(snp);
551                 cbs = false;
552                 last_lvl = snp >= ssp->level[rcu_num_lvls - 1];
553                 if (last_lvl)
554                         cbs = snp->srcu_have_cbs[idx] == gpseq;
555                 snp->srcu_have_cbs[idx] = gpseq;
556                 rcu_seq_set_state(&snp->srcu_have_cbs[idx], 1);
557                 if (ULONG_CMP_LT(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq))
558                         WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, gpseq);
559                 mask = snp->srcu_data_have_cbs[idx];
560                 snp->srcu_data_have_cbs[idx] = 0;
561                 spin_unlock_irq_rcu_node(snp);
562                 if (cbs)
563                         srcu_schedule_cbs_snp(ssp, snp, mask, cbdelay);
564
565                 /* Occasionally prevent srcu_data counter wrap. */
566                 if (!(gpseq & counter_wrap_check) && last_lvl)
567                         for (cpu = snp->grplo; cpu <= snp->grphi; cpu++) {
568                                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
569                                 spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
570                                 if (ULONG_CMP_GE(gpseq,
571                                                  sdp->srcu_gp_seq_needed + 100))
572                                         sdp->srcu_gp_seq_needed = gpseq;
573                                 if (ULONG_CMP_GE(gpseq,
574                                                  sdp->srcu_gp_seq_needed_exp + 100))
575                                         sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = gpseq;
576                                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
577                         }
578         }
579
580         /* Callback initiation done, allow grace periods after next. */
581         mutex_unlock(&ssp->srcu_cb_mutex);
582
583         /* Start a new grace period if needed. */
584         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
585         gpseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
586         if (!rcu_seq_state(gpseq) &&
587             ULONG_CMP_LT(gpseq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
588                 srcu_gp_start(ssp);
589                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
590                 srcu_reschedule(ssp, 0);
591         } else {
592                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
593         }
594 }
595
596 /*
597  * Funnel-locking scheme to scalably mediate many concurrent expedited
598  * grace-period requests.  This function is invoked for the first known
599  * expedited request for a grace period that has already been requested,
600  * but without expediting.  To start a completely new grace period,
601  * whether expedited or not, use srcu_funnel_gp_start() instead.
602  */
603 static void srcu_funnel_exp_start(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_node *snp,
604                                   unsigned long s)
605 {
606         unsigned long flags;
607
608         for (; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
609                 if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) ||
610                     ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp), s))
611                         return;
612                 spin_lock_irqsave_rcu_node(snp, flags);
613                 if (ULONG_CMP_GE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s)) {
614                         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
615                         return;
616                 }
617                 WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
618                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
619         }
620         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
621         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
622                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
623         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
624 }
625
626 /*
627  * Funnel-locking scheme to scalably mediate many concurrent grace-period
628  * requests.  The winner has to do the work of actually starting grace
629  * period s.  Losers must either ensure that their desired grace-period
630  * number is recorded on at least their leaf srcu_node structure, or they
631  * must take steps to invoke their own callbacks.
632  *
633  * Note that this function also does the work of srcu_funnel_exp_start(),
634  * in some cases by directly invoking it.
635  */
636 static void srcu_funnel_gp_start(struct srcu_struct *ssp, struct srcu_data *sdp,
637                                  unsigned long s, bool do_norm)
638 {
639         unsigned long flags;
640         int idx = rcu_seq_ctr(s) % ARRAY_SIZE(sdp->mynode->srcu_have_cbs);
641         struct srcu_node *snp = sdp->mynode;
642         unsigned long snp_seq;
643
644         /* Each pass through the loop does one level of the srcu_node tree. */
645         for (; snp != NULL; snp = snp->srcu_parent) {
646                 if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) && snp != sdp->mynode)
647                         return; /* GP already done and CBs recorded. */
648                 spin_lock_irqsave_rcu_node(snp, flags);
649                 if (ULONG_CMP_GE(snp->srcu_have_cbs[idx], s)) {
650                         snp_seq = snp->srcu_have_cbs[idx];
651                         if (snp == sdp->mynode && snp_seq == s)
652                                 snp->srcu_data_have_cbs[idx] |= sdp->grpmask;
653                         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
654                         if (snp == sdp->mynode && snp_seq != s) {
655                                 srcu_schedule_cbs_sdp(sdp, do_norm
656                                                            ? SRCU_INTERVAL
657                                                            : 0);
658                                 return;
659                         }
660                         if (!do_norm)
661                                 srcu_funnel_exp_start(ssp, snp, s);
662                         return;
663                 }
664                 snp->srcu_have_cbs[idx] = s;
665                 if (snp == sdp->mynode)
666                         snp->srcu_data_have_cbs[idx] |= sdp->grpmask;
667                 if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
668                         WRITE_ONCE(snp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
669                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(snp, flags);
670         }
671
672         /* Top of tree, must ensure the grace period will be started. */
673         spin_lock_irqsave_rcu_node(ssp, flags);
674         if (ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed, s)) {
675                 /*
676                  * Record need for grace period s.  Pair with load
677                  * acquire setting up for initialization.
678                  */
679                 smp_store_release(&ssp->srcu_gp_seq_needed, s); /*^^^*/
680         }
681         if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s))
682                 WRITE_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed_exp, s);
683
684         /* If grace period not already done and none in progress, start it. */
685         if (!rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, s) &&
686             rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq) == SRCU_STATE_IDLE) {
687                 WARN_ON_ONCE(ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed));
688                 srcu_gp_start(ssp);
689                 if (likely(srcu_init_done))
690                         queue_delayed_work(rcu_gp_wq, &ssp->work,
691                                            srcu_get_delay(ssp));
692                 else if (list_empty(&ssp->work.work.entry))
693                         list_add(&ssp->work.work.entry, &srcu_boot_list);
694         }
695         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(ssp, flags);
696 }
697
698 /*
699  * Wait until all readers counted by array index idx complete, but
700  * loop an additional time if there is an expedited grace period pending.
701  * The caller must ensure that ->srcu_idx is not changed while checking.
702  */
703 static bool try_check_zero(struct srcu_struct *ssp, int idx, int trycount)
704 {
705         for (;;) {
706                 if (srcu_readers_active_idx_check(ssp, idx))
707                         return true;
708                 if (--trycount + !srcu_get_delay(ssp) <= 0)
709                         return false;
710                 udelay(SRCU_RETRY_CHECK_DELAY);
711         }
712 }
713
714 /*
715  * Increment the ->srcu_idx counter so that future SRCU readers will
716  * use the other rank of the ->srcu_(un)lock_count[] arrays.  This allows
717  * us to wait for pre-existing readers in a starvation-free manner.
718  */
719 static void srcu_flip(struct srcu_struct *ssp)
720 {
721         /*
722          * Ensure that if this updater saw a given reader's increment
723          * from __srcu_read_lock(), that reader was using an old value
724          * of ->srcu_idx.  Also ensure that if a given reader sees the
725          * new value of ->srcu_idx, this updater's earlier scans cannot
726          * have seen that reader's increments (which is OK, because this
727          * grace period need not wait on that reader).
728          */
729         smp_mb(); /* E */  /* Pairs with B and C. */
730
731         WRITE_ONCE(ssp->srcu_idx, ssp->srcu_idx + 1);
732
733         /*
734          * Ensure that if the updater misses an __srcu_read_unlock()
735          * increment, that task's next __srcu_read_lock() will see the
736          * above counter update.  Note that both this memory barrier
737          * and the one in srcu_readers_active_idx_check() provide the
738          * guarantee for __srcu_read_lock().
739          */
740         smp_mb(); /* D */  /* Pairs with C. */
741 }
742
743 /*
744  * If SRCU is likely idle, return true, otherwise return false.
745  *
746  * Note that it is OK for several current from-idle requests for a new
747  * grace period from idle to specify expediting because they will all end
748  * up requesting the same grace period anyhow.  So no loss.
749  *
750  * Note also that if any CPU (including the current one) is still invoking
751  * callbacks, this function will nevertheless say "idle".  This is not
752  * ideal, but the overhead of checking all CPUs' callback lists is even
753  * less ideal, especially on large systems.  Furthermore, the wakeup
754  * can happen before the callback is fully removed, so we have no choice
755  * but to accept this type of error.
756  *
757  * This function is also subject to counter-wrap errors, but let's face
758  * it, if this function was preempted for enough time for the counters
759  * to wrap, it really doesn't matter whether or not we expedite the grace
760  * period.  The extra overhead of a needlessly expedited grace period is
761  * negligible when amortized over that time period, and the extra latency
762  * of a needlessly non-expedited grace period is similarly negligible.
763  */
764 static bool srcu_might_be_idle(struct srcu_struct *ssp)
765 {
766         unsigned long curseq;
767         unsigned long flags;
768         struct srcu_data *sdp;
769         unsigned long t;
770         unsigned long tlast;
771
772         check_init_srcu_struct(ssp);
773         /* If the local srcu_data structure has callbacks, not idle.  */
774         sdp = raw_cpu_ptr(ssp->sda);
775         spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
776         if (rcu_segcblist_pend_cbs(&sdp->srcu_cblist)) {
777                 spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
778                 return false; /* Callbacks already present, so not idle. */
779         }
780         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
781
782         /*
783          * No local callbacks, so probabalistically probe global state.
784          * Exact information would require acquiring locks, which would
785          * kill scalability, hence the probabalistic nature of the probe.
786          */
787
788         /* First, see if enough time has passed since the last GP. */
789         t = ktime_get_mono_fast_ns();
790         tlast = READ_ONCE(ssp->srcu_last_gp_end);
791         if (exp_holdoff == 0 ||
792             time_in_range_open(t, tlast, tlast + exp_holdoff))
793                 return false; /* Too soon after last GP. */
794
795         /* Next, check for probable idleness. */
796         curseq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
797         smp_mb(); /* Order ->srcu_gp_seq with ->srcu_gp_seq_needed. */
798         if (ULONG_CMP_LT(curseq, READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq_needed)))
799                 return false; /* Grace period in progress, so not idle. */
800         smp_mb(); /* Order ->srcu_gp_seq with prior access. */
801         if (curseq != rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq))
802                 return false; /* GP # changed, so not idle. */
803         return true; /* With reasonable probability, idle! */
804 }
805
806 /*
807  * SRCU callback function to leak a callback.
808  */
809 static void srcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
810 {
811 }
812
813 /*
814  * Start an SRCU grace period, and also queue the callback if non-NULL.
815  */
816 static unsigned long srcu_gp_start_if_needed(struct srcu_struct *ssp,
817                                              struct rcu_head *rhp, bool do_norm)
818 {
819         unsigned long flags;
820         int idx;
821         bool needexp = false;
822         bool needgp = false;
823         unsigned long s;
824         struct srcu_data *sdp;
825
826         check_init_srcu_struct(ssp);
827         idx = srcu_read_lock(ssp);
828         sdp = raw_cpu_ptr(ssp->sda);
829         spin_lock_irqsave_rcu_node(sdp, flags);
830         if (rhp)
831                 rcu_segcblist_enqueue(&sdp->srcu_cblist, rhp);
832         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
833                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
834         s = rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq);
835         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist, s);
836         if (ULONG_CMP_LT(sdp->srcu_gp_seq_needed, s)) {
837                 sdp->srcu_gp_seq_needed = s;
838                 needgp = true;
839         }
840         if (!do_norm && ULONG_CMP_LT(sdp->srcu_gp_seq_needed_exp, s)) {
841                 sdp->srcu_gp_seq_needed_exp = s;
842                 needexp = true;
843         }
844         spin_unlock_irqrestore_rcu_node(sdp, flags);
845         if (needgp)
846                 srcu_funnel_gp_start(ssp, sdp, s, do_norm);
847         else if (needexp)
848                 srcu_funnel_exp_start(ssp, sdp->mynode, s);
849         srcu_read_unlock(ssp, idx);
850         return s;
851 }
852
853 /*
854  * Enqueue an SRCU callback on the srcu_data structure associated with
855  * the current CPU and the specified srcu_struct structure, initiating
856  * grace-period processing if it is not already running.
857  *
858  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
859  * all pre-existing SRCU read-side critical section.  On systems with
860  * more than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU
861  * is guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of
862  * its last corresponding SRCU read-side critical section whose beginning
863  * preceded the call to call_srcu().  It also means that each CPU executing
864  * an SRCU read-side critical section that continues beyond the start of
865  * "func()" must have executed a memory barrier after the call_srcu()
866  * but before the beginning of that SRCU read-side critical section.
867  * Note that these guarantees include CPUs that are offline, idle, or
868  * executing in user mode, as well as CPUs that are executing in the kernel.
869  *
870  * Furthermore, if CPU A invoked call_srcu() and CPU B invoked the
871  * resulting SRCU callback function "func()", then both CPU A and CPU
872  * B are guaranteed to execute a full memory barrier during the time
873  * interval between the call to call_srcu() and the invocation of "func()".
874  * This guarantee applies even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
875  * again only if the system has more than one CPU).
876  *
877  * Of course, these guarantees apply only for invocations of call_srcu(),
878  * srcu_read_lock(), and srcu_read_unlock() that are all passed the same
879  * srcu_struct structure.
880  */
881 static void __call_srcu(struct srcu_struct *ssp, struct rcu_head *rhp,
882                         rcu_callback_t func, bool do_norm)
883 {
884         if (debug_rcu_head_queue(rhp)) {
885                 /* Probable double call_srcu(), so leak the callback. */
886                 WRITE_ONCE(rhp->func, srcu_leak_callback);
887                 WARN_ONCE(1, "call_srcu(): Leaked duplicate callback\n");
888                 return;
889         }
890         rhp->func = func;
891         (void)srcu_gp_start_if_needed(ssp, rhp, do_norm);
892 }
893
894 /**
895  * call_srcu() - Queue a callback for invocation after an SRCU grace period
896  * @ssp: srcu_struct in queue the callback
897  * @rhp: structure to be used for queueing the SRCU callback.
898  * @func: function to be invoked after the SRCU grace period
899  *
900  * The callback function will be invoked some time after a full SRCU
901  * grace period elapses, in other words after all pre-existing SRCU
902  * read-side critical sections have completed.  However, the callback
903  * function might well execute concurrently with other SRCU read-side
904  * critical sections that started after call_srcu() was invoked.  SRCU
905  * read-side critical sections are delimited by srcu_read_lock() and
906  * srcu_read_unlock(), and may be nested.
907  *
908  * The callback will be invoked from process context, but must nevertheless
909  * be fast and must not block.
910  */
911 void call_srcu(struct srcu_struct *ssp, struct rcu_head *rhp,
912                rcu_callback_t func)
913 {
914         __call_srcu(ssp, rhp, func, true);
915 }
916 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_srcu);
917
918 /*
919  * Helper function for synchronize_srcu() and synchronize_srcu_expedited().
920  */
921 static void __synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp, bool do_norm)
922 {
923         struct rcu_synchronize rcu;
924
925         RCU_LOCKDEP_WARN(lockdep_is_held(ssp) ||
926                          lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
927                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
928                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
929                          "Illegal synchronize_srcu() in same-type SRCU (or in RCU) read-side critical section");
930
931         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
932                 return;
933         might_sleep();
934         check_init_srcu_struct(ssp);
935         init_completion(&rcu.completion);
936         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
937         __call_srcu(ssp, &rcu.head, wakeme_after_rcu, do_norm);
938         wait_for_completion(&rcu.completion);
939         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
940
941         /*
942          * Make sure that later code is ordered after the SRCU grace
943          * period.  This pairs with the spin_lock_irq_rcu_node()
944          * in srcu_invoke_callbacks().  Unlike Tree RCU, this is needed
945          * because the current CPU might have been totally uninvolved with
946          * (and thus unordered against) that grace period.
947          */
948         smp_mb();
949 }
950
951 /**
952  * synchronize_srcu_expedited - Brute-force SRCU grace period
953  * @ssp: srcu_struct with which to synchronize.
954  *
955  * Wait for an SRCU grace period to elapse, but be more aggressive about
956  * spinning rather than blocking when waiting.
957  *
958  * Note that synchronize_srcu_expedited() has the same deadlock and
959  * memory-ordering properties as does synchronize_srcu().
960  */
961 void synchronize_srcu_expedited(struct srcu_struct *ssp)
962 {
963         __synchronize_srcu(ssp, rcu_gp_is_normal());
964 }
965 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_srcu_expedited);
966
967 /**
968  * synchronize_srcu - wait for prior SRCU read-side critical-section completion
969  * @ssp: srcu_struct with which to synchronize.
970  *
971  * Wait for the count to drain to zero of both indexes. To avoid the
972  * possible starvation of synchronize_srcu(), it waits for the count of
973  * the index=((->srcu_idx & 1) ^ 1) to drain to zero at first,
974  * and then flip the srcu_idx and wait for the count of the other index.
975  *
976  * Can block; must be called from process context.
977  *
978  * Note that it is illegal to call synchronize_srcu() from the corresponding
979  * SRCU read-side critical section; doing so will result in deadlock.
980  * However, it is perfectly legal to call synchronize_srcu() on one
981  * srcu_struct from some other srcu_struct's read-side critical section,
982  * as long as the resulting graph of srcu_structs is acyclic.
983  *
984  * There are memory-ordering constraints implied by synchronize_srcu().
985  * On systems with more than one CPU, when synchronize_srcu() returns,
986  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
987  * the end of its last corresponding SRCU read-side critical section
988  * whose beginning preceded the call to synchronize_srcu().  In addition,
989  * each CPU having an SRCU read-side critical section that extends beyond
990  * the return from synchronize_srcu() is guaranteed to have executed a
991  * full memory barrier after the beginning of synchronize_srcu() and before
992  * the beginning of that SRCU read-side critical section.  Note that these
993  * guarantees include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode,
994  * as well as CPUs that are executing in the kernel.
995  *
996  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_srcu(), which returned
997  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
998  * to have executed a full memory barrier during the execution of
999  * synchronize_srcu().  This guarantee applies even if CPU A and CPU B
1000  * are the same CPU, but again only if the system has more than one CPU.
1001  *
1002  * Of course, these memory-ordering guarantees apply only when
1003  * synchronize_srcu(), srcu_read_lock(), and srcu_read_unlock() are
1004  * passed the same srcu_struct structure.
1005  *
1006  * If SRCU is likely idle, expedite the first request.  This semantic
1007  * was provided by Classic SRCU, and is relied upon by its users, so TREE
1008  * SRCU must also provide it.  Note that detecting idleness is heuristic
1009  * and subject to both false positives and negatives.
1010  */
1011 void synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1012 {
1013         if (srcu_might_be_idle(ssp) || rcu_gp_is_expedited())
1014                 synchronize_srcu_expedited(ssp);
1015         else
1016                 __synchronize_srcu(ssp, true);
1017 }
1018 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_srcu);
1019
1020 /**
1021  * get_state_synchronize_srcu - Provide an end-of-grace-period cookie
1022  * @ssp: srcu_struct to provide cookie for.
1023  *
1024  * This function returns a cookie that can be passed to
1025  * poll_state_synchronize_srcu(), which will return true if a full grace
1026  * period has elapsed in the meantime.  It is the caller's responsibility
1027  * to make sure that grace period happens, for example, by invoking
1028  * call_srcu() after return from get_state_synchronize_srcu().
1029  */
1030 unsigned long get_state_synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1031 {
1032         // Any prior manipulation of SRCU-protected data must happen
1033         // before the load from ->srcu_gp_seq.
1034         smp_mb();
1035         return rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq);
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_srcu);
1038
1039 /**
1040  * start_poll_synchronize_srcu - Provide cookie and start grace period
1041  * @ssp: srcu_struct to provide cookie for.
1042  *
1043  * This function returns a cookie that can be passed to
1044  * poll_state_synchronize_srcu(), which will return true if a full grace
1045  * period has elapsed in the meantime.  Unlike get_state_synchronize_srcu(),
1046  * this function also ensures that any needed SRCU grace period will be
1047  * started.  This convenience does come at a cost in terms of CPU overhead.
1048  */
1049 unsigned long start_poll_synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp)
1050 {
1051         return srcu_gp_start_if_needed(ssp, NULL, true);
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_srcu);
1054
1055 /**
1056  * poll_state_synchronize_srcu - Has cookie's grace period ended?
1057  * @ssp: srcu_struct to provide cookie for.
1058  * @cookie: Return value from get_state_synchronize_srcu() or start_poll_synchronize_srcu().
1059  *
1060  * This function takes the cookie that was returned from either
1061  * get_state_synchronize_srcu() or start_poll_synchronize_srcu(), and
1062  * returns @true if an SRCU grace period elapsed since the time that the
1063  * cookie was created.
1064  *
1065  * Because cookies are finite in size, wrapping/overflow is possible.
1066  * This is more pronounced on 32-bit systems where cookies are 32 bits,
1067  * where in theory wrapping could happen in about 14 hours assuming
1068  * 25-microsecond expedited SRCU grace periods.  However, a more likely
1069  * overflow lower bound is on the order of 24 days in the case of
1070  * one-millisecond SRCU grace periods.  Of course, wrapping in a 64-bit
1071  * system requires geologic timespans, as in more than seven million years
1072  * even for expedited SRCU grace periods.
1073  *
1074  * Wrapping/overflow is much more of an issue for CONFIG_SMP=n systems
1075  * that also have CONFIG_PREEMPTION=n, which selects Tiny SRCU.  This uses
1076  * a 16-bit cookie, which rcutorture routinely wraps in a matter of a
1077  * few minutes.  If this proves to be a problem, this counter will be
1078  * expanded to the same size as for Tree SRCU.
1079  */
1080 bool poll_state_synchronize_srcu(struct srcu_struct *ssp, unsigned long cookie)
1081 {
1082         if (!rcu_seq_done(&ssp->srcu_gp_seq, cookie))
1083                 return false;
1084         // Ensure that the end of the SRCU grace period happens before
1085         // any subsequent code that the caller might execute.
1086         smp_mb(); // ^^^
1087         return true;
1088 }
1089 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_srcu);
1090
1091 /*
1092  * Callback function for srcu_barrier() use.
1093  */
1094 static void srcu_barrier_cb(struct rcu_head *rhp)
1095 {
1096         struct srcu_data *sdp;
1097         struct srcu_struct *ssp;
1098
1099         sdp = container_of(rhp, struct srcu_data, srcu_barrier_head);
1100         ssp = sdp->ssp;
1101         if (atomic_dec_and_test(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt))
1102                 complete(&ssp->srcu_barrier_completion);
1103 }
1104
1105 /**
1106  * srcu_barrier - Wait until all in-flight call_srcu() callbacks complete.
1107  * @ssp: srcu_struct on which to wait for in-flight callbacks.
1108  */
1109 void srcu_barrier(struct srcu_struct *ssp)
1110 {
1111         int cpu;
1112         struct srcu_data *sdp;
1113         unsigned long s = rcu_seq_snap(&ssp->srcu_barrier_seq);
1114
1115         check_init_srcu_struct(ssp);
1116         mutex_lock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1117         if (rcu_seq_done(&ssp->srcu_barrier_seq, s)) {
1118                 smp_mb(); /* Force ordering following return. */
1119                 mutex_unlock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1120                 return; /* Someone else did our work for us. */
1121         }
1122         rcu_seq_start(&ssp->srcu_barrier_seq);
1123         init_completion(&ssp->srcu_barrier_completion);
1124
1125         /* Initial count prevents reaching zero until all CBs are posted. */
1126         atomic_set(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt, 1);
1127
1128         /*
1129          * Each pass through this loop enqueues a callback, but only
1130          * on CPUs already having callbacks enqueued.  Note that if
1131          * a CPU already has callbacks enqueue, it must have already
1132          * registered the need for a future grace period, so all we
1133          * need do is enqueue a callback that will use the same
1134          * grace period as the last callback already in the queue.
1135          */
1136         for_each_possible_cpu(cpu) {
1137                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
1138                 spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1139                 atomic_inc(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt);
1140                 sdp->srcu_barrier_head.func = srcu_barrier_cb;
1141                 debug_rcu_head_queue(&sdp->srcu_barrier_head);
1142                 if (!rcu_segcblist_entrain(&sdp->srcu_cblist,
1143                                            &sdp->srcu_barrier_head)) {
1144                         debug_rcu_head_unqueue(&sdp->srcu_barrier_head);
1145                         atomic_dec(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt);
1146                 }
1147                 spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1148         }
1149
1150         /* Remove the initial count, at which point reaching zero can happen. */
1151         if (atomic_dec_and_test(&ssp->srcu_barrier_cpu_cnt))
1152                 complete(&ssp->srcu_barrier_completion);
1153         wait_for_completion(&ssp->srcu_barrier_completion);
1154
1155         rcu_seq_end(&ssp->srcu_barrier_seq);
1156         mutex_unlock(&ssp->srcu_barrier_mutex);
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_barrier);
1159
1160 /**
1161  * srcu_batches_completed - return batches completed.
1162  * @ssp: srcu_struct on which to report batch completion.
1163  *
1164  * Report the number of batches, correlated with, but not necessarily
1165  * precisely the same as, the number of grace periods that have elapsed.
1166  */
1167 unsigned long srcu_batches_completed(struct srcu_struct *ssp)
1168 {
1169         return READ_ONCE(ssp->srcu_idx);
1170 }
1171 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_batches_completed);
1172
1173 /*
1174  * Core SRCU state machine.  Push state bits of ->srcu_gp_seq
1175  * to SRCU_STATE_SCAN2, and invoke srcu_gp_end() when scan has
1176  * completed in that state.
1177  */
1178 static void srcu_advance_state(struct srcu_struct *ssp)
1179 {
1180         int idx;
1181
1182         mutex_lock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1183
1184         /*
1185          * Because readers might be delayed for an extended period after
1186          * fetching ->srcu_idx for their index, at any point in time there
1187          * might well be readers using both idx=0 and idx=1.  We therefore
1188          * need to wait for readers to clear from both index values before
1189          * invoking a callback.
1190          *
1191          * The load-acquire ensures that we see the accesses performed
1192          * by the prior grace period.
1193          */
1194         idx = rcu_seq_state(smp_load_acquire(&ssp->srcu_gp_seq)); /* ^^^ */
1195         if (idx == SRCU_STATE_IDLE) {
1196                 spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1197                 if (ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
1198                         WARN_ON_ONCE(rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq));
1199                         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1200                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1201                         return;
1202                 }
1203                 idx = rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq));
1204                 if (idx == SRCU_STATE_IDLE)
1205                         srcu_gp_start(ssp);
1206                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1207                 if (idx != SRCU_STATE_IDLE) {
1208                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1209                         return; /* Someone else started the grace period. */
1210                 }
1211         }
1212
1213         if (rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) == SRCU_STATE_SCAN1) {
1214                 idx = 1 ^ (ssp->srcu_idx & 1);
1215                 if (!try_check_zero(ssp, idx, 1)) {
1216                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1217                         return; /* readers present, retry later. */
1218                 }
1219                 srcu_flip(ssp);
1220                 spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1221                 rcu_seq_set_state(&ssp->srcu_gp_seq, SRCU_STATE_SCAN2);
1222                 spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1223         }
1224
1225         if (rcu_seq_state(READ_ONCE(ssp->srcu_gp_seq)) == SRCU_STATE_SCAN2) {
1226
1227                 /*
1228                  * SRCU read-side critical sections are normally short,
1229                  * so check at least twice in quick succession after a flip.
1230                  */
1231                 idx = 1 ^ (ssp->srcu_idx & 1);
1232                 if (!try_check_zero(ssp, idx, 2)) {
1233                         mutex_unlock(&ssp->srcu_gp_mutex);
1234                         return; /* readers present, retry later. */
1235                 }
1236                 srcu_gp_end(ssp);  /* Releases ->srcu_gp_mutex. */
1237         }
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Invoke a limited number of SRCU callbacks that have passed through
1242  * their grace period.  If there are more to do, SRCU will reschedule
1243  * the workqueue.  Note that needed memory barriers have been executed
1244  * in this task's context by srcu_readers_active_idx_check().
1245  */
1246 static void srcu_invoke_callbacks(struct work_struct *work)
1247 {
1248         long len;
1249         bool more;
1250         struct rcu_cblist ready_cbs;
1251         struct rcu_head *rhp;
1252         struct srcu_data *sdp;
1253         struct srcu_struct *ssp;
1254
1255         sdp = container_of(work, struct srcu_data, work);
1256
1257         ssp = sdp->ssp;
1258         rcu_cblist_init(&ready_cbs);
1259         spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1260         rcu_segcblist_advance(&sdp->srcu_cblist,
1261                               rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq));
1262         if (sdp->srcu_cblist_invoking ||
1263             !rcu_segcblist_ready_cbs(&sdp->srcu_cblist)) {
1264                 spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1265                 return;  /* Someone else on the job or nothing to do. */
1266         }
1267
1268         /* We are on the job!  Extract and invoke ready callbacks. */
1269         sdp->srcu_cblist_invoking = true;
1270         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&sdp->srcu_cblist, &ready_cbs);
1271         len = ready_cbs.len;
1272         spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1273         rhp = rcu_cblist_dequeue(&ready_cbs);
1274         for (; rhp != NULL; rhp = rcu_cblist_dequeue(&ready_cbs)) {
1275                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
1276                 local_bh_disable();
1277                 rhp->func(rhp);
1278                 local_bh_enable();
1279         }
1280         WARN_ON_ONCE(ready_cbs.len);
1281
1282         /*
1283          * Update counts, accelerate new callbacks, and if needed,
1284          * schedule another round of callback invocation.
1285          */
1286         spin_lock_irq_rcu_node(sdp);
1287         rcu_segcblist_add_len(&sdp->srcu_cblist, -len);
1288         (void)rcu_segcblist_accelerate(&sdp->srcu_cblist,
1289                                        rcu_seq_snap(&ssp->srcu_gp_seq));
1290         sdp->srcu_cblist_invoking = false;
1291         more = rcu_segcblist_ready_cbs(&sdp->srcu_cblist);
1292         spin_unlock_irq_rcu_node(sdp);
1293         if (more)
1294                 srcu_schedule_cbs_sdp(sdp, 0);
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Finished one round of SRCU grace period.  Start another if there are
1299  * more SRCU callbacks queued, otherwise put SRCU into not-running state.
1300  */
1301 static void srcu_reschedule(struct srcu_struct *ssp, unsigned long delay)
1302 {
1303         bool pushgp = true;
1304
1305         spin_lock_irq_rcu_node(ssp);
1306         if (ULONG_CMP_GE(ssp->srcu_gp_seq, ssp->srcu_gp_seq_needed)) {
1307                 if (!WARN_ON_ONCE(rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq))) {
1308                         /* All requests fulfilled, time to go idle. */
1309                         pushgp = false;
1310                 }
1311         } else if (!rcu_seq_state(ssp->srcu_gp_seq)) {
1312                 /* Outstanding request and no GP.  Start one. */
1313                 srcu_gp_start(ssp);
1314         }
1315         spin_unlock_irq_rcu_node(ssp);
1316
1317         if (pushgp)
1318                 queue_delayed_work(rcu_gp_wq, &ssp->work, delay);
1319 }
1320
1321 /*
1322  * This is the work-queue function that handles SRCU grace periods.
1323  */
1324 static void process_srcu(struct work_struct *work)
1325 {
1326         struct srcu_struct *ssp;
1327
1328         ssp = container_of(work, struct srcu_struct, work.work);
1329
1330         srcu_advance_state(ssp);
1331         srcu_reschedule(ssp, srcu_get_delay(ssp));
1332 }
1333
1334 void srcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type,
1335                              struct srcu_struct *ssp, int *flags,
1336                              unsigned long *gp_seq)
1337 {
1338         if (test_type != SRCU_FLAVOR)
1339                 return;
1340         *flags = 0;
1341         *gp_seq = rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq);
1342 }
1343 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcutorture_get_gp_data);
1344
1345 void srcu_torture_stats_print(struct srcu_struct *ssp, char *tt, char *tf)
1346 {
1347         int cpu;
1348         int idx;
1349         unsigned long s0 = 0, s1 = 0;
1350
1351         idx = ssp->srcu_idx & 0x1;
1352         pr_alert("%s%s Tree SRCU g%ld per-CPU(idx=%d):",
1353                  tt, tf, rcu_seq_current(&ssp->srcu_gp_seq), idx);
1354         for_each_possible_cpu(cpu) {
1355                 unsigned long l0, l1;
1356                 unsigned long u0, u1;
1357                 long c0, c1;
1358                 struct srcu_data *sdp;
1359
1360                 sdp = per_cpu_ptr(ssp->sda, cpu);
1361                 u0 = data_race(sdp->srcu_unlock_count[!idx]);
1362                 u1 = data_race(sdp->srcu_unlock_count[idx]);
1363
1364                 /*
1365                  * Make sure that a lock is always counted if the corresponding
1366                  * unlock is counted.
1367                  */
1368                 smp_rmb();
1369
1370                 l0 = data_race(sdp->srcu_lock_count[!idx]);
1371                 l1 = data_race(sdp->srcu_lock_count[idx]);
1372
1373                 c0 = l0 - u0;
1374                 c1 = l1 - u1;
1375                 pr_cont(" %d(%ld,%ld %c)",
1376                         cpu, c0, c1,
1377                         "C."[rcu_segcblist_empty(&sdp->srcu_cblist)]);
1378                 s0 += c0;
1379                 s1 += c1;
1380         }
1381         pr_cont(" T(%ld,%ld)\n", s0, s1);
1382 }
1383 EXPORT_SYMBOL_GPL(srcu_torture_stats_print);
1384
1385 static int __init srcu_bootup_announce(void)
1386 {
1387         pr_info("Hierarchical SRCU implementation.\n");
1388         if (exp_holdoff != DEFAULT_SRCU_EXP_HOLDOFF)
1389                 pr_info("\tNon-default auto-expedite holdoff of %lu ns.\n", exp_holdoff);
1390         return 0;
1391 }
1392 early_initcall(srcu_bootup_announce);
1393
1394 void __init srcu_init(void)
1395 {
1396         struct srcu_struct *ssp;
1397
1398         srcu_init_done = true;
1399         while (!list_empty(&srcu_boot_list)) {
1400                 ssp = list_first_entry(&srcu_boot_list, struct srcu_struct,
1401                                       work.work.entry);
1402                 check_init_srcu_struct(ssp);
1403                 list_del_init(&ssp->work.work.entry);
1404                 queue_work(rcu_gp_wq, &ssp->work.work);
1405         }
1406 }
1407
1408 #ifdef CONFIG_MODULES
1409
1410 /* Initialize any global-scope srcu_struct structures used by this module. */
1411 static int srcu_module_coming(struct module *mod)
1412 {
1413         int i;
1414         struct srcu_struct **sspp = mod->srcu_struct_ptrs;
1415         int ret;
1416
1417         for (i = 0; i < mod->num_srcu_structs; i++) {
1418                 ret = init_srcu_struct(*(sspp++));
1419                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
1420                         return ret;
1421         }
1422         return 0;
1423 }
1424
1425 /* Clean up any global-scope srcu_struct structures used by this module. */
1426 static void srcu_module_going(struct module *mod)
1427 {
1428         int i;
1429         struct srcu_struct **sspp = mod->srcu_struct_ptrs;
1430
1431         for (i = 0; i < mod->num_srcu_structs; i++)
1432                 cleanup_srcu_struct(*(sspp++));
1433 }
1434
1435 /* Handle one module, either coming or going. */
1436 static int srcu_module_notify(struct notifier_block *self,
1437                               unsigned long val, void *data)
1438 {
1439         struct module *mod = data;
1440         int ret = 0;
1441
1442         switch (val) {
1443         case MODULE_STATE_COMING:
1444                 ret = srcu_module_coming(mod);
1445                 break;
1446         case MODULE_STATE_GOING:
1447                 srcu_module_going(mod);
1448                 break;
1449         default:
1450                 break;
1451         }
1452         return ret;
1453 }
1454
1455 static struct notifier_block srcu_module_nb = {
1456         .notifier_call = srcu_module_notify,
1457         .priority = 0,
1458 };
1459
1460 static __init int init_srcu_module_notifier(void)
1461 {
1462         int ret;
1463
1464         ret = register_module_notifier(&srcu_module_nb);
1465         if (ret)
1466                 pr_warn("Failed to register srcu module notifier\n");
1467         return ret;
1468 }
1469 late_initcall(init_srcu_module_notifier);
1470
1471 #endif /* #ifdef CONFIG_MODULES */