GNU Linux-libre 5.4.200-gnu1
[releases.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com> Hierarchical version
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/moduleparam.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/time.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/wait.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <uapi/linux/sched/types.h>
44 #include <linux/prefetch.h>
45 #include <linux/delay.h>
46 #include <linux/stop_machine.h>
47 #include <linux/random.h>
48 #include <linux/trace_events.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/ftrace.h>
51 #include <linux/tick.h>
52 #include <linux/sysrq.h>
53 #include <linux/kprobes.h>
54 #include <linux/gfp.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include <linux/smpboot.h>
57 #include <linux/jiffies.h>
58 #include <linux/sched/isolation.h>
59 #include <linux/sched/clock.h>
60 #include "../time/tick-internal.h"
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
74  * control.  Initially this is for TLB flushing.
75  */
76 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
77 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
78 #ifndef rcu_eqs_special_exit
79 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
80 #endif
81
82 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
83         .dynticks_nesting = 1,
84         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
85         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
86 };
87 struct rcu_state rcu_state = {
88         .level = { &rcu_state.node[0] },
89         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
90         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
91         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
92         .name = RCU_NAME,
93         .abbr = RCU_ABBR,
94         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
95         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
96         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
97 };
98
99 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
100 static bool dump_tree;
101 module_param(dump_tree, bool, 0444);
102 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
103 static bool use_softirq = 1;
104 module_param(use_softirq, bool, 0444);
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
148 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
150 static void invoke_rcu_core(void);
151 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
152 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
153
154 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
155 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
156 module_param(kthread_prio, int, 0444);
157
158 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
159
160 static int gp_preinit_delay;
161 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
162 static int gp_init_delay;
163 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
164 static int gp_cleanup_delay;
165 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
166
167 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
168 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
169 {
170         return kthread_prio;
171 }
172 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
173
174 /*
175  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
176  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
177  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
178  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
179  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
180  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
181  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
182  */
183 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
184
185 /*
186  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
187  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
188  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
189  * in most contexts.
190  */
191 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
192 {
193         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
194 }
195
196 /*
197  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
198  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
199  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
200  */
201 static int rcu_gp_in_progress(void)
202 {
203         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
204 }
205
206 /*
207  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
208  * Handles both the nocbs and normal cases.
209  */
210 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
211 {
212         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
213
214         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
215                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
216         return 0;
217 }
218
219 void rcu_softirq_qs(void)
220 {
221         rcu_qs();
222         rcu_preempt_deferred_qs(current);
223 }
224
225 /*
226  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
227  * called when not already in an extended quiescent state.
228  */
229 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
230 {
231         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
232         int seq;
233
234         /*
235          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
236          * critical sections, and we also must force ordering with the
237          * next idle sojourn.
238          */
239         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
240         /* Better be in an extended quiescent state! */
241         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
242                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
243         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
244         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
245                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
246 }
247
248 /*
249  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
250  * called from an extended quiescent state.
251  */
252 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
253 {
254         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
255         int seq;
256
257         /*
258          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
259          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
260          * critical section.
261          */
262         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
263         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
264                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
265         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
266                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
267                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
268                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
269                 rcu_eqs_special_exit();
270         }
271 }
272
273 /*
274  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
275  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
276  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
277  * to the next non-quiescent value.
278  *
279  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
280  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
281  * or when the corresponding CPU is offline.
282  */
283 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
284 {
285         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
286
287         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
288                 return;
289         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
290 }
291
292 /*
293  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
294  *
295  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
296  */
297 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
298 {
299         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
300
301         return !(atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
302 }
303
304 /*
305  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
306  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
307  */
308 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
309 {
310         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
311
312         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
313 }
314
315 /*
316  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
317  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
318  */
319 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
320 {
321         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
322 }
323
324 /*
325  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
326  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
327  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
328  */
329 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
330 {
331         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
332 }
333
334 /*
335  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
336  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
337  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
338  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
339  * an extended quiescent state.
340  */
341 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
342 {
343         int old;
344         int new;
345         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
346
347         do {
348                 old = atomic_read(&rdp->dynticks);
349                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
350                         return false;
351                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
352         } while (atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new) != old);
353         return true;
354 }
355
356 /*
357  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
358  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
359  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
360  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
361  * this CPU might (or might not) do in the near future.
362  *
363  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
364  *
365  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
366  */
367 static void __maybe_unused rcu_momentary_dyntick_idle(void)
368 {
369         int special;
370
371         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
372         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
373                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
374         /* It is illegal to call this from idle state. */
375         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
376         rcu_preempt_deferred_qs(current);
377 }
378
379 /**
380  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if interrupted from idle
381  *
382  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
383  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
384  * disabled preemption.
385  */
386 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
387 {
388         /* Called only from within the scheduling-clock interrupt */
389         lockdep_assert_in_irq();
390
391         /* Check for counter underflows */
392         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
393                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
394         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
395                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
396
397         /* Are we at first interrupt nesting level? */
398         if (__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) != 1)
399                 return false;
400
401         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
402         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
403 }
404
405 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch ... */
406 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 /* ... even during callback flood. */
407 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
408 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
409 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
410 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
411 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
412
413 module_param(blimit, long, 0444);
414 module_param(qhimark, long, 0444);
415 module_param(qlowmark, long, 0444);
416
417 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
418 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
419 static bool rcu_kick_kthreads;
420 static int rcu_divisor = 7;
421 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
422
423 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
424 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
425 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
426
427 /*
428  * How long the grace period must be before we start recruiting
429  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
430  */
431 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
432 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
433 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
434 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
435
436 /*
437  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
438  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
439  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
440  * large systems.
441  */
442 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
443 {
444         unsigned long j;
445
446         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
447         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
448                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
449                 return;
450         }
451         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
452         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
453                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
454         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
455                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
456         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
457         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
458 }
459
460 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
461 {
462         ulong j;
463         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
464
465         if (!ret) {
466                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
467                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
468         }
469         return ret;
470 }
471
472 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
473 {
474         ulong j;
475         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
476
477         if (!ret) {
478                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
479                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
480         }
481         return ret;
482 }
483
484 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
485         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
486         .get = param_get_ulong,
487 };
488
489 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
490         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
491         .get = param_get_ulong,
492 };
493
494 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
495 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
496 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
497
498 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
499 static int rcu_pending(void);
500
501 /*
502  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
503  */
504 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
505 {
506         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
507 }
508 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
509
510 /*
511  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
512  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
513  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
514  * the cumulative batches since boot.
515  */
516 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
517 {
518         return rcu_state.expedited_sequence;
519 }
520 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
521
522 /*
523  * Return the root node of the rcu_state structure.
524  */
525 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
526 {
527         return &rcu_state.node[0];
528 }
529
530 /*
531  * Convert a ->gp_state value to a character string.
532  */
533 static const char *gp_state_getname(short gs)
534 {
535         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
536                 return "???";
537         return gp_state_names[gs];
538 }
539
540 /*
541  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
542  */
543 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
544                             unsigned long *gp_seq)
545 {
546         switch (test_type) {
547         case RCU_FLAVOR:
548                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
549                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
550                 break;
551         default:
552                 break;
553         }
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
556
557 /*
558  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
559  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
560  *
561  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
562  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
563  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
564  */
565 static void rcu_eqs_enter(bool user)
566 {
567         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
568
569         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
570         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
571         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
572                      rdp->dynticks_nesting == 0);
573         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
574                 rdp->dynticks_nesting--;
575                 return;
576         }
577
578         lockdep_assert_irqs_disabled();
579         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
580         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
581         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
582         rcu_prepare_for_idle();
583         rcu_preempt_deferred_qs(current);
584         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
585         rcu_dynticks_eqs_enter();
586         rcu_dynticks_task_enter();
587 }
588
589 /**
590  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
591  *
592  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
593  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
594  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
595  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
596  *
597  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
598  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
599  */
600 void rcu_idle_enter(void)
601 {
602         lockdep_assert_irqs_disabled();
603         rcu_eqs_enter(false);
604 }
605
606 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
607 /**
608  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
609  *
610  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
611  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
612  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
613  * when the CPU runs in userspace.
614  *
615  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
616  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
617  */
618 void rcu_user_enter(void)
619 {
620         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
621
622         lockdep_assert_irqs_disabled();
623
624         instrumentation_begin();
625         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
626         instrumentation_end();
627
628         rcu_eqs_enter(true);
629 }
630 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
631
632 /*
633  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
634  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
635  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
636  * being RCU-idle.
637  *
638  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit_common(), be sure to test
639  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
640  */
641 static __always_inline void rcu_nmi_exit_common(bool irq)
642 {
643         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
644
645         /*
646          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
647          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
648          * to us!)
649          */
650         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
651         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
652
653         /*
654          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
655          * leave it in non-RCU-idle state.
656          */
657         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
658                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
659                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
660                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
661                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
662                 return;
663         }
664
665         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
666         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
667         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
668
669         if (irq)
670                 rcu_prepare_for_idle();
671
672         rcu_dynticks_eqs_enter();
673
674         if (irq)
675                 rcu_dynticks_task_enter();
676 }
677
678 /**
679  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
680  *
681  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
682  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
683  */
684 void rcu_nmi_exit(void)
685 {
686         rcu_nmi_exit_common(false);
687 }
688
689 /**
690  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
691  *
692  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
693  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
694  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
695  *
696  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
697  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
698  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
699  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
700  *
701  * Use things like work queues to work around this limitation.
702  *
703  * You have been warned.
704  *
705  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
706  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
707  */
708 void rcu_irq_exit(void)
709 {
710         lockdep_assert_irqs_disabled();
711         rcu_nmi_exit_common(true);
712 }
713
714 /*
715  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
716  *
717  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
718  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
719  */
720 void rcu_irq_exit_irqson(void)
721 {
722         unsigned long flags;
723
724         local_irq_save(flags);
725         rcu_irq_exit();
726         local_irq_restore(flags);
727 }
728
729 /*
730  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
731  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
732  *
733  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
734  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
735  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
736  */
737 static void rcu_eqs_exit(bool user)
738 {
739         struct rcu_data *rdp;
740         long oldval;
741
742         lockdep_assert_irqs_disabled();
743         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
744         oldval = rdp->dynticks_nesting;
745         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
746         if (oldval) {
747                 rdp->dynticks_nesting++;
748                 return;
749         }
750         rcu_dynticks_task_exit();
751         rcu_dynticks_eqs_exit();
752         rcu_cleanup_after_idle();
753         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
754         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
755         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
756         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
757         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
758 }
759
760 /**
761  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
762  *
763  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
764  * read-side critical sections can occur.
765  *
766  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
767  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
768  */
769 void rcu_idle_exit(void)
770 {
771         unsigned long flags;
772
773         local_irq_save(flags);
774         rcu_eqs_exit(false);
775         local_irq_restore(flags);
776 }
777
778 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
779 /**
780  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
781  *
782  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
783  * run a RCU read side critical section anytime.
784  *
785  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
786  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
787  */
788 void rcu_user_exit(void)
789 {
790         rcu_eqs_exit(1);
791 }
792 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
793
794 /**
795  * rcu_nmi_enter_common - inform RCU of entry to NMI context
796  * @irq: Is this call from rcu_irq_enter?
797  *
798  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
799  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
800  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
801  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
802  * run out of stack space first.)
803  *
804  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter_common(), be sure to test
805  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
806  */
807 static __always_inline void rcu_nmi_enter_common(bool irq)
808 {
809         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
810         long incby = 2;
811
812         /* Complain about underflow. */
813         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
814
815         /*
816          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
817          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
818          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
819          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
820          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
821          * period (observation due to Andy Lutomirski).
822          */
823         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
824
825                 if (irq)
826                         rcu_dynticks_task_exit();
827
828                 rcu_dynticks_eqs_exit();
829
830                 if (irq)
831                         rcu_cleanup_after_idle();
832
833                 incby = 1;
834         }
835         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
836                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
837                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
838         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
839                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
840         barrier();
841 }
842
843 /**
844  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
845  */
846 void rcu_nmi_enter(void)
847 {
848         rcu_nmi_enter_common(false);
849 }
850 NOKPROBE_SYMBOL(rcu_nmi_enter);
851
852 /**
853  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
854  *
855  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
856  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
857  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
858  *
859  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
860  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
861  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
862  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
863  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
864  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
865  * But very infrequently and irreproducibly.
866  *
867  * Use things like work queues to work around this limitation.
868  *
869  * You have been warned.
870  *
871  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
872  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
873  */
874 void rcu_irq_enter(void)
875 {
876         lockdep_assert_irqs_disabled();
877         rcu_nmi_enter_common(true);
878 }
879
880 /*
881  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
882  *
883  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
884  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
885  */
886 void rcu_irq_enter_irqson(void)
887 {
888         unsigned long flags;
889
890         local_irq_save(flags);
891         rcu_irq_enter();
892         local_irq_restore(flags);
893 }
894
895 /**
896  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
897  *
898  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
899  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
900  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
901  * NMI handler, return true.
902  */
903 bool notrace rcu_is_watching(void)
904 {
905         bool ret;
906
907         preempt_disable_notrace();
908         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
909         preempt_enable_notrace();
910         return ret;
911 }
912 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
913
914 /*
915  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
916  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
917  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
918  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
919  * time around this task will generate another request.
920  */
921 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
922 {
923         int cpu;
924
925         barrier();
926         cpu = task_cpu(t);
927         if (!task_curr(t))
928                 return; /* This task is not running on that CPU. */
929         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
930 }
931
932 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
933
934 /*
935  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
936  *
937  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
938  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
939  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
940  * then determining that its old CPU is now offline.
941  *
942  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
943  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
944  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
945  * rcu_scheduler_fully_active.
946  */
947 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
948 {
949         struct rcu_data *rdp;
950         struct rcu_node *rnp;
951         bool ret = false;
952
953         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
954                 return true;
955         preempt_disable();
956         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
957         rnp = rdp->mynode;
958         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
959                 ret = true;
960         preempt_enable();
961         return ret;
962 }
963 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
964
965 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
966
967 /*
968  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
969  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
970  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
971  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
972  * code whatsoever.
973  */
974 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
975 {
976         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
977         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
978                          rnp->gp_seq))
979                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
980         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
981                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
982 }
983
984 /*
985  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
986  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
987  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
988  */
989 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
990 {
991         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
992         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
993                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
994                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
995                 return 1;
996         }
997         return 0;
998 }
999
1000 /*
1001  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1002  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1003  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1004  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1005  */
1006 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1007 {
1008         unsigned long jtsq;
1009         bool *rnhqp;
1010         bool *ruqp;
1011         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1012
1013         /*
1014          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1015          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1016          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1017          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1018          * read-side critical section that started before the beginning
1019          * of the current RCU grace period.
1020          */
1021         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1022                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1023                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1024                 return 1;
1025         }
1026
1027         /* If waiting too long on an offline CPU, complain. */
1028         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) &&
1029             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ)) {
1030                 bool onl;
1031                 struct rcu_node *rnp1;
1032
1033                 WARN_ON(1);  /* Offline CPUs are supposed to report QS! */
1034                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1035                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1036                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1037                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1038                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1039                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1040                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1041                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1042                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1043                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1044                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1045                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1046         }
1047
1048         /*
1049          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1050          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1051          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1052          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1053          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1054          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1055          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1056          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1057          * is set way high.
1058          */
1059         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1060         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1061         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1062         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1063             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1064              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched))) {
1065                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1066                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1067                 smp_store_release(ruqp, true);
1068         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1069                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1070         }
1071
1072         /*
1073          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1074          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1075          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1076          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1077          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1078          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1079          */
1080         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1081                    time_after(jiffies,
1082                               READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3)) {
1083                 resched_cpu(rdp->cpu);
1084                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1085         }
1086
1087         /*
1088          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1089          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1090          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1091          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1092          * a dull roar.
1093          */
1094         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1095                 if (time_after(jiffies,
1096                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1097                         resched_cpu(rdp->cpu);
1098                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1099                 }
1100                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1101                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1102                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1103                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1104                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1105                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1106                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1107                 }
1108         }
1109
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1114 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1115                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1116 {
1117         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1118                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1119 }
1120
1121 /*
1122  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1123  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1124  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1125  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1126  *
1127  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1128  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1129  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1130  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1131  *
1132  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1133  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1134  *
1135  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1136  */
1137 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1138                               unsigned long gp_seq_req)
1139 {
1140         bool ret = false;
1141         struct rcu_node *rnp;
1142
1143         /*
1144          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1145          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1146          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1147          * fact already started.  If there is already a grace period in
1148          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1149          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1150          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1151          */
1152         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1153         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1154         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1155                 if (rnp != rnp_start)
1156                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1157                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1158                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1159                     (rnp != rnp_start &&
1160                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1161                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1162                                           TPS("Prestarted"));
1163                         goto unlock_out;
1164                 }
1165                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1166                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1167                         /*
1168                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1169                          * grace period is in progress, which means that
1170                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1171                          * reduce contention.
1172                          */
1173                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1174                                           TPS("Startedleaf"));
1175                         goto unlock_out;
1176                 }
1177                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1178                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1179                 if (!rnp->parent)
1180                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1181         }
1182
1183         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1184         if (rcu_gp_in_progress()) {
1185                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1186                 goto unlock_out;
1187         }
1188         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1189         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1190         rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
1191         if (!rcu_state.gp_kthread) {
1192                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1193                 goto unlock_out;
1194         }
1195         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1196         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1197 unlock_out:
1198         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1199         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1200                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1201                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1202         }
1203         if (rnp != rnp_start)
1204                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1210  * whether any additional grace periods have been requested.
1211  */
1212 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1213 {
1214         bool needmore;
1215         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1216
1217         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1218         if (!needmore)
1219                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1220         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1221                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1222         return needmore;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in
1227  * an interrupt or softirq handler), and don't bother awakening when there
1228  * is nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs raced
1229  * to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken a kthread that
1230  * has not yet been created.  If all those checks are passed, track some
1231  * debug information and awaken.
1232  *
1233  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1234  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1235  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1236  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1237  * is required, and is therefore supplied.
1238  */
1239 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1240 {
1241         if ((current == rcu_state.gp_kthread &&
1242              !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1243             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) ||
1244             !rcu_state.gp_kthread)
1245                 return;
1246         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1247         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1248         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1249 }
1250
1251 /*
1252  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1253  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1254  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1255  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1256  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1257  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1258  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1259  * the RCU grace-period kthread.
1260  *
1261  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1262  */
1263 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1264 {
1265         unsigned long gp_seq_req;
1266         bool ret = false;
1267
1268         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1269         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1270
1271         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1272         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1273                 return false;
1274
1275         /*
1276          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1277          * information.  Something about the fact that getting exact
1278          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1279          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1280          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1281          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1282          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1283          * number.
1284          */
1285         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1286         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1287                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1288
1289         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1290         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1291                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1292         else
1293                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1299  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1300  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1301  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1302  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1303  */
1304 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1305                                         struct rcu_data *rdp)
1306 {
1307         unsigned long c;
1308         bool needwake;
1309
1310         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1311         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1312         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1313                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1314                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1315                 return;
1316         }
1317         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1318         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1319         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1320         if (needwake)
1321                 rcu_gp_kthread_wake();
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1326  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1327  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1328  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1329  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1330  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1331  *
1332  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1333  */
1334 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1335 {
1336         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1337         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1338
1339         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1340         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1341                 return false;
1342
1343         /*
1344          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1345          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1346          */
1347         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1348
1349         /* Classify any remaining callbacks. */
1350         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1355  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1356  */
1357 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1358                                                   struct rcu_data *rdp)
1359 {
1360         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1361         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1362                 return;
1363         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1364         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1365                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1366         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1371  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1372  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1373  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1374  */
1375 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1376 {
1377         bool ret = false;
1378         bool need_gp;
1379         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1380                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1381
1382         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1383
1384         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1385                 return false; /* Nothing to do. */
1386
1387         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1388         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1389             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1390                 if (!offloaded)
1391                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1392                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1393         } else {
1394                 if (!offloaded)
1395                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1396         }
1397
1398         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1399         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1400             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1401                 /*
1402                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1403                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1404                  * go looking for one.
1405                  */
1406                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1407                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1408                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1409                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1410                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1411         }
1412         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1413         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1414                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1415         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1416         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1421 {
1422         unsigned long flags;
1423         bool needwake;
1424         struct rcu_node *rnp;
1425
1426         local_irq_save(flags);
1427         rnp = rdp->mynode;
1428         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1429              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1430             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1431                 local_irq_restore(flags);
1432                 return;
1433         }
1434         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1435         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1436         if (needwake)
1437                 rcu_gp_kthread_wake();
1438 }
1439
1440 static void rcu_gp_slow(int delay)
1441 {
1442         if (delay > 0 &&
1443             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1444               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1445                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1450  */
1451 static bool rcu_gp_init(void)
1452 {
1453         unsigned long flags;
1454         unsigned long oldmask;
1455         unsigned long mask;
1456         struct rcu_data *rdp;
1457         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1458
1459         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1460         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1461         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1462                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1463                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1464                 return false;
1465         }
1466         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1467
1468         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1469                 /*
1470                  * Grace period already in progress, don't start another.
1471                  * Not supposed to be able to happen.
1472                  */
1473                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1474                 return false;
1475         }
1476
1477         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1478         record_gp_stall_check_time();
1479         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1480         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1481         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1482         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1483
1484         /*
1485          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1486          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1487          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1488          * will handle subsequent offline CPUs.
1489          */
1490         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1491         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1492                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1493                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1494                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1495                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1496                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1497                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1498                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1499                         continue;
1500                 }
1501
1502                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1503                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1504                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1505
1506                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1507                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1508                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1509                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1510                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1511                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1512                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1513                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1514                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1515                         }
1516                 }
1517
1518                 /*
1519                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1520                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1521                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1522                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1523                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1524                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1525                  */
1526                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1527                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1528                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1529                         if (!rnp->qsmaskinit)
1530                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1531                 }
1532
1533                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1534                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1535         }
1536         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1537
1538         /*
1539          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1540          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1541          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1542          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1543          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1544          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1545          * corresponding leaf node has been initialized.
1546          *
1547          * The grace period cannot complete until the initialization
1548          * process finishes, because this kthread handles both.
1549          */
1550         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1551         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1552                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1553                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1554                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1555                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1556                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1557                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1558                 if (rnp == rdp->mynode)
1559                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1560                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1561                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1562                                             rnp->level, rnp->grplo,
1563                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1564                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1565                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1566                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1567                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1568                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1569                 else
1570                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1571                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1572                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1573         }
1574
1575         return true;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1580  * time.
1581  */
1582 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1583 {
1584         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1585
1586         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1587         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1588         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1589                 return true;
1590
1591         /* The current grace period has completed. */
1592         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1593                 return true;
1594
1595         return false;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Do one round of quiescent-state forcing.
1600  */
1601 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1602 {
1603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1604
1605         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1606         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1607         if (first_time) {
1608                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1609                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1610         } else {
1611                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1612                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1613         }
1614         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1615         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1616                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1617                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1618                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1619                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1620         }
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1625  */
1626 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1627 {
1628         bool first_gp_fqs;
1629         int gf;
1630         unsigned long j;
1631         int ret;
1632         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1633
1634         first_gp_fqs = true;
1635         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1636         ret = 0;
1637         for (;;) {
1638                 if (!ret) {
1639                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1640                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1641                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1642                 }
1643                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1644                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1645                                        TPS("fqswait"));
1646                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1647                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1648                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1649                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1650                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1651                 /* If grace period done, leave loop. */
1652                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1653                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1654                         break;
1655                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1656                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs) ||
1657                     (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1658                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1659                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1660                                                TPS("fqsstart"));
1661                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1662                         first_gp_fqs = false;
1663                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1664                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1665                                                TPS("fqsend"));
1666                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1667                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1668                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1669                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1670                 } else {
1671                         /* Deal with stray signal. */
1672                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1673                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1674                         WARN_ON(signal_pending(current));
1675                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1676                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1677                                                TPS("fqswaitsig"));
1678                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1679                         j = jiffies;
1680                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1681                                 j = 1;
1682                         else
1683                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1684                 }
1685         }
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Clean up after the old grace period.
1690  */
1691 static void rcu_gp_cleanup(void)
1692 {
1693         unsigned long gp_duration;
1694         bool needgp = false;
1695         unsigned long new_gp_seq;
1696         bool offloaded;
1697         struct rcu_data *rdp;
1698         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1699         struct swait_queue_head *sq;
1700
1701         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1702         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1703         rcu_state.gp_end = jiffies;
1704         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1705         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1706                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1707
1708         /*
1709          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1710          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1711          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1712          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1713          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1714          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1715          */
1716         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1717
1718         /*
1719          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1720          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1721          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1722          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1723          * the current grace period to be completely recorded in all of
1724          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1725          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1726          */
1727         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1728         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1729         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1730                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1731                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1732                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1733                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1734                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1735                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1736                 if (rnp == rdp->mynode)
1737                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1738                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1739                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1740                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1741                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1742                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1743                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1744                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1745                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1746         }
1747         rnp = rcu_get_root();
1748         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1749
1750         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1751         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1752         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1753         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
1754         /* Check for GP requests since above loop. */
1755         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1756         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1757                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1758                                   TPS("CleanupMore"));
1759                 needgp = true;
1760         }
1761         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1762         offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1763                     rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1764         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1765                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1766                 rcu_state.gp_req_activity = jiffies;
1767                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1768                                        READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1769                                        TPS("newreq"));
1770         } else {
1771                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1772                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1773         }
1774         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Body of kthread that handles grace periods.
1779  */
1780 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1781 {
1782         rcu_bind_gp_kthread();
1783         for (;;) {
1784
1785                 /* Handle grace-period start. */
1786                 for (;;) {
1787                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1788                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1789                                                TPS("reqwait"));
1790                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1791                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1792                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1793                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1794                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
1795                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1796                         if (rcu_gp_init())
1797                                 break;
1798                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1799                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1800                         WARN_ON(signal_pending(current));
1801                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
1802                                                READ_ONCE(rcu_state.gp_seq),
1803                                                TPS("reqwaitsig"));
1804                 }
1805
1806                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1807                 rcu_gp_fqs_loop();
1808
1809                 /* Handle grace-period end. */
1810                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
1811                 rcu_gp_cleanup();
1812                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
1813         }
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1818  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1819  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1820  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1821  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1822  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1823  * before return.
1824  */
1825 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1826         __releases(rcu_get_root()->lock)
1827 {
1828         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1829         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1830         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1831                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1832         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1833         rcu_gp_kthread_wake();
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1838  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1839  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1840  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1841  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1842  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1843  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1844  * must be held upon entry, and it is released before return.
1845  *
1846  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1847  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1848  * during grace-period initialization.
1849  */
1850 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1851                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1852         __releases(rnp->lock)
1853 {
1854         unsigned long oldmask = 0;
1855         struct rcu_node *rnp_c;
1856
1857         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1858
1859         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1860         for (;;) {
1861                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1862
1863                         /*
1864                          * Our bit has already been cleared, or the
1865                          * relevant grace period is already over, so done.
1866                          */
1867                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1868                         return;
1869                 }
1870                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1871                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1872                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1873                 rnp->qsmask &= ~mask;
1874                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1875                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1876                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1877                                                  !!rnp->gp_tasks);
1878                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1879
1880                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1881                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1882                         return;
1883                 }
1884                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1885                 mask = rnp->grpmask;
1886                 if (rnp->parent == NULL) {
1887
1888                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1889
1890                         break;
1891                 }
1892                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1893                 rnp_c = rnp;
1894                 rnp = rnp->parent;
1895                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1896                 oldmask = rnp_c->qsmask;
1897         }
1898
1899         /*
1900          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1901          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1902          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1903          */
1904         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1909  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1910  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1911  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1912  * disabled.
1913  */
1914 static void __maybe_unused
1915 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1916         __releases(rnp->lock)
1917 {
1918         unsigned long gps;
1919         unsigned long mask;
1920         struct rcu_node *rnp_p;
1921
1922         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1923         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION)) ||
1924             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1925             rnp->qsmask != 0) {
1926                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1927                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1928         }
1929
1930         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1931         rnp_p = rnp->parent;
1932         if (rnp_p == NULL) {
1933                 /*
1934                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1935                  * try to report up to its nonexistent parent!
1936                  */
1937                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1938                 return;
1939         }
1940
1941         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1942         gps = rnp->gp_seq;
1943         mask = rnp->grpmask;
1944         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1945         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1946         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1951  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1952  */
1953 static void
1954 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_data *rdp)
1955 {
1956         unsigned long flags;
1957         unsigned long mask;
1958         bool needwake = false;
1959         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1960                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1961         struct rcu_node *rnp;
1962
1963         rnp = rdp->mynode;
1964         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1965         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1966             rdp->gpwrap) {
1967
1968                 /*
1969                  * The grace period in which this quiescent state was
1970                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1971                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1972                  * within the current grace period.
1973                  */
1974                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1975                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1976                 return;
1977         }
1978         mask = rdp->grpmask;
1979         rdp->core_needs_qs = false;
1980         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1981                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1982         } else {
1983                 /*
1984                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1985                  * callbacks can be processed during the next GP.
1986                  */
1987                 if (!offloaded)
1988                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1989
1990                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1991                 /* ^^^ Released rnp->lock */
1992                 if (needwake)
1993                         rcu_gp_kthread_wake();
1994         }
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1999  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2000  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2001  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2002  */
2003 static void
2004 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2005 {
2006         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2007         note_gp_changes(rdp);
2008
2009         /*
2010          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2011          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2012          */
2013         if (!rdp->core_needs_qs)
2014                 return;
2015
2016         /*
2017          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2018          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2019          */
2020         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2021                 return;
2022
2023         /*
2024          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2025          * judge of that).
2026          */
2027         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rdp);
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2032  * is going offline.
2033  */
2034 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2035 {
2036         bool blkd;
2037         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2038         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2039
2040         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2041                 return 0;
2042
2043         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2044         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2045                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2046         return 0;
2047 }
2048
2049 /*
2050  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2051  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2052  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2053  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2054  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2055  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2056  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2057  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2058  * updated.
2059  *
2060  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2061  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2062  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2063  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2064  * invoke it again.
2065  */
2066 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2067 {
2068         long mask;
2069         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2070
2071         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2072         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2073             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2074             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2075                 return;
2076         for (;;) {
2077                 mask = rnp->grpmask;
2078                 rnp = rnp->parent;
2079                 if (!rnp)
2080                         break;
2081                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2082                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2083                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2084                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2085                 if (rnp->qsmaskinit) {
2086                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2087                         /* irqs remain disabled. */
2088                         return;
2089                 }
2090                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2091         }
2092 }
2093
2094 /*
2095  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2096  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2097  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2098  * explicit locking.
2099  */
2100 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2101 {
2102         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2103         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2104
2105         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2106                 return 0;
2107
2108         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2109         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2110         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2111         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2112         return 0;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2117  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2118  */
2119 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2120 {
2121         unsigned long flags;
2122         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2123                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2124         struct rcu_head *rhp;
2125         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2126         long bl, count;
2127         long pending, tlimit = 0;
2128
2129         /* If no callbacks are ready, just return. */
2130         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2131                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2132                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2133                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2134                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2135                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2136                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2137                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2138                 return;
2139         }
2140
2141         /*
2142          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2143          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2144          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2145          */
2146         local_irq_save(flags);
2147         rcu_nocb_lock(rdp);
2148         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2149         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2150         bl = max(rdp->blimit, pending >> rcu_divisor);
2151         if (unlikely(bl > 100))
2152                 tlimit = local_clock() + rcu_resched_ns;
2153         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2154                               rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2155                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2156         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2157         if (offloaded)
2158                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2159         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2160
2161         /* Invoke callbacks. */
2162         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2163         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2164                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2165                 if (__rcu_reclaim(rcu_state.name, rhp))
2166                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2167                 /*
2168                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2169                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2170                  */
2171                 if (-rcl.len >= bl && !offloaded &&
2172                     (need_resched() ||
2173                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2174                         break;
2175                 if (unlikely(tlimit)) {
2176                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2177                         if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2178                                 continue;
2179                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2180                         break;
2181                 }
2182                 if (offloaded) {
2183                         WARN_ON_ONCE(in_serving_softirq());
2184                         local_bh_enable();
2185                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2186                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2187                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2188                         local_bh_disable();
2189                 }
2190         }
2191
2192         local_irq_save(flags);
2193         rcu_nocb_lock(rdp);
2194         count = -rcl.len;
2195         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2196                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2197
2198         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2199         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2200         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2201         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2202
2203         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2204         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2205         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2206                 rdp->blimit = blimit;
2207
2208         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2209         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2210                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2211                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2212         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2213                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2214
2215         /*
2216          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2217          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2218          */
2219         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2220         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2221                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2222
2223         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2224
2225         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2226         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2227                 invoke_rcu_core();
2228 }
2229
2230 /*
2231  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2232  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2233  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2234  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2235  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2236  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2237  */
2238 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2239 {
2240         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2241         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2242         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2243         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2244                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2245                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2246                         set_tsk_need_resched(current);
2247                         set_preempt_need_resched();
2248                 }
2249                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2250         }
2251         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2252         if (rcu_pending())
2253                 invoke_rcu_core();
2254
2255         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2260  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2261  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2262  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2263  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2264  */
2265 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2266 {
2267         int cpu;
2268         unsigned long flags;
2269         unsigned long mask;
2270         struct rcu_node *rnp;
2271
2272         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2273                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2274                 mask = 0;
2275                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2276                 if (rnp->qsmask == 0) {
2277                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) ||
2278                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2279                                 /*
2280                                  * No point in scanning bits because they
2281                                  * are all zero.  But we might need to
2282                                  * priority-boost blocked readers.
2283                                  */
2284                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2285                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2286                                 continue;
2287                         }
2288                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2289                         continue;
2290                 }
2291                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2292                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2293                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2294                                 if (f(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)))
2295                                         mask |= bit;
2296                         }
2297                 }
2298                 if (mask != 0) {
2299                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2300                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2301                 } else {
2302                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2303                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2304                 }
2305         }
2306 }
2307
2308 /*
2309  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2310  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2311  */
2312 void rcu_force_quiescent_state(void)
2313 {
2314         unsigned long flags;
2315         bool ret;
2316         struct rcu_node *rnp;
2317         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2318
2319         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2320         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2321         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2322                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2323                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2324                 if (rnp_old != NULL)
2325                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2326                 if (ret)
2327                         return;
2328                 rnp_old = rnp;
2329         }
2330         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2331
2332         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2333         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2334         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2335         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2336                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2337                 return;  /* Someone beat us to it. */
2338         }
2339         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2340                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2341         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2342         rcu_gp_kthread_wake();
2343 }
2344 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2345
2346 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2347 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2348 {
2349         unsigned long flags;
2350         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2351         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2352         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2353                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2354
2355         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2356                 return;
2357         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2358         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2359
2360         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2361         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2362                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2363         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2364                 set_tsk_need_resched(current);
2365                 set_preempt_need_resched();
2366         }
2367
2368         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2369         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2370
2371         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2372         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2373             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2374                 local_irq_save(flags);
2375                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2376                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2377                 local_irq_restore(flags);
2378         }
2379
2380         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2381
2382         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2383         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2384             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2385                 rcu_do_batch(rdp);
2386
2387         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2388         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2389         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2390 }
2391
2392 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2393 {
2394         rcu_core();
2395 }
2396
2397 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2398 {
2399         /*
2400          * If the thread is yielding, only wake it when this
2401          * is invoked from idle
2402          */
2403         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2404                 wake_up_process(t);
2405 }
2406
2407 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2408 {
2409         struct task_struct *t;
2410         unsigned long flags;
2411
2412         local_irq_save(flags);
2413         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2414         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2415         if (t != NULL && t != current)
2416                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2417         local_irq_restore(flags);
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2422  */
2423 static void invoke_rcu_core(void)
2424 {
2425         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2426                 return;
2427         if (use_softirq)
2428                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2429         else
2430                 invoke_rcu_core_kthread();
2431 }
2432
2433 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2434 {
2435         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2436 }
2437
2438 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2439 {
2440         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2441 }
2442
2443 /*
2444  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2445  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2446  * priority boosting.
2447  */
2448 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2449 {
2450         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2451         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2452         int spincnt;
2453
2454         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2455                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
2456                 local_bh_disable();
2457                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2458                 local_irq_disable();
2459                 work = *workp;
2460                 *workp = 0;
2461                 local_irq_enable();
2462                 if (work)
2463                         rcu_core();
2464                 local_bh_enable();
2465                 if (*workp == 0) {
2466                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2467                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2468                         return;
2469                 }
2470         }
2471         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2472         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2473         schedule_timeout_interruptible(2);
2474         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2475         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2476 }
2477
2478 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2479         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2480         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2481         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2482         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2483         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2484         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2485 };
2486
2487 /*
2488  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2489  */
2490 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2491 {
2492         int cpu;
2493
2494         for_each_possible_cpu(cpu)
2495                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2496         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2497                 return 0;
2498         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2499                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2500         return 0;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2505  */
2506 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2507                             unsigned long flags)
2508 {
2509         /*
2510          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2511          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2512          */
2513         if (!rcu_is_watching())
2514                 invoke_rcu_core();
2515
2516         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2517         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2518                 return;
2519
2520         /*
2521          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2522          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2523          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2524          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2525          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2526          */
2527         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2528                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2529
2530                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2531                 note_gp_changes(rdp);
2532
2533                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2534                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2535                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2536                 } else {
2537                         /* Give the grace period a kick. */
2538                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2539                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2540                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2541                                 rcu_force_quiescent_state();
2542                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2543                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2544                 }
2545         }
2546 }
2547
2548 /*
2549  * RCU callback function to leak a callback.
2550  */
2551 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2552 {
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2557  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2558  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only rcu_barrier()
2559  * is expected to specify a CPU.
2560  */
2561 static void
2562 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy)
2563 {
2564         unsigned long flags;
2565         struct rcu_data *rdp;
2566         bool was_alldone;
2567
2568         /* Misaligned rcu_head! */
2569         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2570
2571         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2572                 /*
2573                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2574                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2575                  * time callback was passed to __call_rcu().
2576                  */
2577                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2578                           head, head->func);
2579                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2580                 return;
2581         }
2582         head->func = func;
2583         head->next = NULL;
2584         local_irq_save(flags);
2585         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2586
2587         /* Add the callback to our list. */
2588         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2589                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2590                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2591                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2592                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2593                 // and then drop through to queue the callback.
2594                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2595                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2596         }
2597         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2598                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2599         /* If we get here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock. */
2600         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2601         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2602                 trace_rcu_kfree_callback(rcu_state.name, head,
2603                                          (unsigned long)func,
2604                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2605                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2606         else
2607                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2608                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2609                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2610
2611         /* Go handle any RCU core processing required. */
2612         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2613             unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
2614                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2615         } else {
2616                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2617                 local_irq_restore(flags);
2618         }
2619 }
2620
2621 /**
2622  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2623  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2624  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2625  *
2626  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2627  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2628  * critical sections have completed.  However, the callback function
2629  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2630  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
2631  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
2632  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
2633  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
2634  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
2635  * handlers, and NMI handlers.
2636  *
2637  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2638  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2639  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2640  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2641  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2642  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2643  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2644  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2645  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2646  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2647  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2648  *
2649  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2650  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2651  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2652  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2653  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2654  * more than one CPU).
2655  */
2656 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2657 {
2658         __call_rcu(head, func, 0);
2659 }
2660 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2661
2662 /*
2663  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2664  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2665  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2666  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2667  * function may only be called from __kfree_rcu().
2668  */
2669 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2670 {
2671         __call_rcu(head, func, 1);
2672 }
2673 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2674
2675 /*
2676  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
2677  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPT.
2678  *
2679  * Howevr, because a context switch is a grace period for !PREEMPT, any
2680  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
2681  * there is only one CPU online at any point time during execution of
2682  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
2683  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2684  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
2685  * overhead: RCU still operates correctly.
2686  */
2687 static int rcu_blocking_is_gp(void)
2688 {
2689         int ret;
2690
2691         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
2692                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
2693         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2694         preempt_disable();
2695         ret = num_online_cpus() <= 1;
2696         preempt_enable();
2697         return ret;
2698 }
2699
2700 /**
2701  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
2702  *
2703  * Control will return to the caller some time after a full grace
2704  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
2705  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
2706  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
2707  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
2708  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
2709  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
2710  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
2711  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2712  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2713  * and NMI handlers.
2714  *
2715  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2716  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
2717  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
2718  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
2719  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
2720  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2721  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2722  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
2723  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2724  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2725  * that are executing in the kernel.
2726  *
2727  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
2728  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2729  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2730  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2731  * again only if the system has more than one CPU).
2732  */
2733 void synchronize_rcu(void)
2734 {
2735         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
2736                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
2737                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2738                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
2739         if (rcu_blocking_is_gp())
2740                 return;
2741         if (rcu_gp_is_expedited())
2742                 synchronize_rcu_expedited();
2743         else
2744                 wait_rcu_gp(call_rcu);
2745 }
2746 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
2747
2748 /**
2749  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2750  *
2751  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2752  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2753  * meantime.
2754  */
2755 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2756 {
2757         /*
2758          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2759          * before the load from ->gp_seq.
2760          */
2761         smp_mb();  /* ^^^ */
2762         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
2763 }
2764 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2765
2766 /**
2767  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2768  *
2769  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2770  *
2771  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2772  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2773  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2774  *
2775  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2776  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2777  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2778  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2779  */
2780 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2781 {
2782         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
2783                 synchronize_rcu();
2784         else
2785                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
2786 }
2787 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2788
2789 /*
2790  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
2791  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
2792  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
2793  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
2794  * stalls first, else we might not get a chance.
2795  */
2796 static int rcu_pending(void)
2797 {
2798         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2799         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2800
2801         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2802         check_cpu_stall(rdp);
2803
2804         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2805         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2806                 return 1;
2807
2808         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2809         if (rcu_nohz_full_cpu())
2810                 return 0;
2811
2812         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2813         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2814                 return 1;
2815
2816         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2817         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2818                 return 1;
2819
2820         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2821         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2822             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
2823             (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) ||
2824              !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist)) &&
2825             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2826                 return 1;
2827
2828         /* Have RCU grace period completed or started?  */
2829         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
2830             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
2831                 return 1;
2832
2833         /* nothing to do */
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2839  * the compiler is expected to optimize this away.
2840  */
2841 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
2842 {
2843         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
2844                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
2849  * up the task executing rcu_barrier().
2850  */
2851 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2852 {
2853         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
2854                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1,
2855                                    rcu_state.barrier_sequence);
2856                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
2857         } else {
2858                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2859         }
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2864  */
2865 static void rcu_barrier_func(void *unused)
2866 {
2867         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2868
2869         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2870         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
2871         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
2872         rcu_nocb_lock(rdp);
2873         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
2874         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
2875                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
2876         } else {
2877                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
2878                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
2879                                    rcu_state.barrier_sequence);
2880         }
2881         rcu_nocb_unlock(rdp);
2882 }
2883
2884 /**
2885  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
2886  *
2887  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
2888  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
2889  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
2890  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
2891  */
2892 void rcu_barrier(void)
2893 {
2894         int cpu;
2895         struct rcu_data *rdp;
2896         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
2897
2898         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
2899
2900         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2901         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
2902
2903         /* Did someone else do our work for us? */
2904         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
2905                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
2906                                    rcu_state.barrier_sequence);
2907                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2908                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
2909                 return;
2910         }
2911
2912         /* Mark the start of the barrier operation. */
2913         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
2914         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2915
2916         /*
2917          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2918          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2919          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2920          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2921          */
2922         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
2923         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 1);
2924         get_online_cpus();
2925
2926         /*
2927          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2928          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2929          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2930          */
2931         for_each_possible_cpu(cpu) {
2932                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2933                 if (!cpu_online(cpu) &&
2934                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
2935                         continue;
2936                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
2937                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
2938                                            rcu_state.barrier_sequence);
2939                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, NULL, 1);
2940                 } else {
2941                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
2942                                            rcu_state.barrier_sequence);
2943                 }
2944         }
2945         put_online_cpus();
2946
2947         /*
2948          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2949          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2950          */
2951         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count))
2952                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
2953
2954         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2955         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
2956
2957         /* Mark the end of the barrier operation. */
2958         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
2959         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
2960
2961         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2962         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
2963 }
2964 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
2965
2966 /*
2967  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
2968  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
2969  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
2970  * disabled.
2971  */
2972 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2973 {
2974         long mask;
2975         long oldmask;
2976         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2977
2978         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2979         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
2980         for (;;) {
2981                 mask = rnp->grpmask;
2982                 rnp = rnp->parent;
2983                 if (rnp == NULL)
2984                         return;
2985                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
2986                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2987                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2988                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
2989                 if (oldmask)
2990                         return;
2991         }
2992 }
2993
2994 /*
2995  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2996  */
2997 static void __init
2998 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
2999 {
3000         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3001
3002         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3003         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3004         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
3005         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
3006         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3007         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3008         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3009         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3010         rdp->cpu = cpu;
3011         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3012 }
3013
3014 /*
3015  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3016  * are available.  The incoming CPU is not present.
3017  *
3018  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3019  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3020  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3021  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
3022  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
3023  */
3024 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3025 {
3026         unsigned long flags;
3027         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3028         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3029
3030         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3031         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3032         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3033         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
3034         rdp->blimit = blimit;
3035         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3036             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3037                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3038         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
3039         rcu_dynticks_eqs_online();
3040         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3041
3042         /*
3043          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3044          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3045          * of the next grace period.
3046          */
3047         rnp = rdp->mynode;
3048         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3049         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3050         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3051         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3052         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3053         rdp->core_needs_qs = false;
3054         rdp->rcu_iw_pending = false;
3055         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3056         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3057         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3058         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3059         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
3060
3061         return 0;
3062 }
3063
3064 /*
3065  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3066  */
3067 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3068 {
3069         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3070
3071         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3076  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3077  */
3078 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3079 {
3080         unsigned long flags;
3081         struct rcu_data *rdp;
3082         struct rcu_node *rnp;
3083
3084         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3085         rnp = rdp->mynode;
3086         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3087         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3088         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3089         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3090                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3091         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3092         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3098  * with pretty much all services enabled.
3099  */
3100 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3101 {
3102         unsigned long flags;
3103         struct rcu_data *rdp;
3104         struct rcu_node *rnp;
3105
3106         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3107         rnp = rdp->mynode;
3108         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3109         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3110         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3111
3112         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3113         return 0;
3114 }
3115
3116 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3117
3118 /*
3119  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3120  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3121  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3122  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3123  * will result in lockdep splats.
3124  *
3125  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3126  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3127  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3128  */
3129 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3130 {
3131         unsigned long flags;
3132         unsigned long mask;
3133         int nbits;
3134         unsigned long oldmask;
3135         struct rcu_data *rdp;
3136         struct rcu_node *rnp;
3137
3138         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3139                 return;
3140
3141         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3142
3143         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3144         rnp = rdp->mynode;
3145         mask = rdp->grpmask;
3146         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3147         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3148         oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3149         rnp->expmaskinitnext |= mask;
3150         oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3151         nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3152         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3153         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + nbits); /* ^^^ */
3154         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
3155         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3156         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3157         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
3158                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
3159                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3160         } else {
3161                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3162         }
3163         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3164 }
3165
3166 /*
3167  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3168  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
3169  *
3170  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3171  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3172  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3173  */
3174 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3175 {
3176         unsigned long flags;
3177         unsigned long mask;
3178         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3179         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3180
3181         /* QS for any half-done expedited grace period. */
3182         preempt_disable();
3183         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
3184         preempt_enable();
3185         rcu_preempt_deferred_qs(current);
3186
3187         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3188         mask = rdp->grpmask;
3189         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
3190         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3191         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
3192         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
3193         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
3194                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
3195                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3196                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3197         }
3198         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3199         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3200         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
3201
3202         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3203 }
3204
3205 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3206 /*
3207  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
3208  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
3209  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
3210  */
3211 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3212 {
3213         unsigned long flags;
3214         struct rcu_data *my_rdp;
3215         struct rcu_node *my_rnp;
3216         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3217         bool needwake;
3218
3219         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
3220             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3221                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3222
3223         local_irq_save(flags);
3224         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3225         my_rnp = my_rdp->mynode;
3226         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
3227         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
3228         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
3229         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3230         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
3231                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
3232         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3233         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
3234         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
3235         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3236                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3237         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
3238                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
3239                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
3240         } else {
3241                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
3242                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
3243         }
3244         if (needwake)
3245                 rcu_gp_kthread_wake();
3246         lockdep_assert_irqs_enabled();
3247         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3248                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3249                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3250                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3251                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3252 }
3253 #endif
3254
3255 /*
3256  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3257  * and hibernation run faster.
3258  */
3259 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3260                          unsigned long action, void *hcpu)
3261 {
3262         switch (action) {
3263         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3264         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3265                 rcu_expedite_gp();
3266                 break;
3267         case PM_POST_HIBERNATION:
3268         case PM_POST_SUSPEND:
3269                 rcu_unexpedite_gp();
3270                 break;
3271         default:
3272                 break;
3273         }
3274         return NOTIFY_OK;
3275 }
3276
3277 /*
3278  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
3279  */
3280 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3281 {
3282         unsigned long flags;
3283         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3284         struct rcu_node *rnp;
3285         struct sched_param sp;
3286         struct task_struct *t;
3287
3288         /* Force priority into range. */
3289         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
3290             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
3291                 kthread_prio = 2;
3292         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3293                 kthread_prio = 1;
3294         else if (kthread_prio < 0)
3295                 kthread_prio = 0;
3296         else if (kthread_prio > 99)
3297                 kthread_prio = 99;
3298
3299         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3300                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3301                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3302
3303         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3304         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
3305         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
3306                 return 0;
3307         if (kthread_prio) {
3308                 sp.sched_priority = kthread_prio;
3309                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3310         }
3311         rnp = rcu_get_root();
3312         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3313         rcu_state.gp_kthread = t;
3314         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3315         wake_up_process(t);
3316         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3317         rcu_spawn_boost_kthreads();
3318         rcu_spawn_core_kthreads();
3319         return 0;
3320 }
3321 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3322
3323 /*
3324  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3325  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3326  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3327  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3328  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3329  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3330  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3331  * runtime RCU functionality.
3332  */
3333 void rcu_scheduler_starting(void)
3334 {
3335         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3336         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3337         rcu_test_sync_prims();
3338         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3339         rcu_test_sync_prims();
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
3344  */
3345 static void __init rcu_init_one(void)
3346 {
3347         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3348         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3349         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3350         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3351
3352         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3353         int cpustride = 1;
3354         int i;
3355         int j;
3356         struct rcu_node *rnp;
3357
3358         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3359
3360         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3361         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3362                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3363
3364         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3365
3366         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3367                 rcu_state.level[i] =
3368                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3369         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3370
3371         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3372
3373         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3374                 cpustride *= levelspread[i];
3375                 rnp = rcu_state.level[i];
3376                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3377                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3378                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3379                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3380                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3381                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3382                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3383                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3384                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
3385                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
3386                         rnp->qsmask = 0;
3387                         rnp->qsmaskinit = 0;
3388                         rnp->grplo = j * cpustride;
3389                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3390                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3391                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3392                         if (i == 0) {
3393                                 rnp->grpnum = 0;
3394                                 rnp->grpmask = 0;
3395                                 rnp->parent = NULL;
3396                         } else {
3397                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3398                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
3399                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
3400                                               j / levelspread[i - 1];
3401                         }
3402                         rnp->level = i;
3403                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3404                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3405                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3406                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3407                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3408                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3409                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3410                 }
3411         }
3412
3413         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
3414         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
3415         rnp = rcu_first_leaf_node();
3416         for_each_possible_cpu(i) {
3417                 while (i > rnp->grphi)
3418                         rnp++;
3419                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
3420                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
3421         }
3422 }
3423
3424 /*
3425  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3426  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3427  * the ->node array in the rcu_state structure.
3428  */
3429 void rcu_init_geometry(void)
3430 {
3431         ulong d;
3432         int i;
3433         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
3434         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3435         static bool initialized;
3436
3437         if (initialized) {
3438                 /*
3439                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
3440                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
3441                  */
3442                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
3443                 return;
3444         }
3445
3446         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
3447         initialized = true;
3448
3449         /*
3450          * Initialize any unspecified boot parameters.
3451          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3452          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3453          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3454          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3455          */
3456         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3457         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3458                 jiffies_till_first_fqs = d;
3459         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3460                 jiffies_till_next_fqs = d;
3461         adjust_jiffies_till_sched_qs();
3462
3463         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3464         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
3465             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3466                 return;
3467         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
3468                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3469
3470         /*
3471          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
3472          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
3473          * Complain and fall back to the compile-time values if this
3474          * limit is exceeded.
3475          */
3476         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
3477             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
3478                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3479                 WARN_ON(1);
3480                 return;
3481         }
3482
3483         /*
3484          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3485          * with the given number of levels.
3486          */
3487         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
3488         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
3489                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
3490
3491         /*
3492          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
3493          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
3494          */
3495         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
3496                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3497                 WARN_ON(1);
3498                 return;
3499         }
3500
3501         /* Calculate the number of levels in the tree. */
3502         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
3503         }
3504         rcu_num_lvls = i + 1;
3505
3506         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3507         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
3508                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
3509                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
3510         }
3511
3512         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3513         rcu_num_nodes = 0;
3514         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3515                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
3520  * with the rcu_state structure.
3521  */
3522 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
3523 {
3524         int level = 0;
3525         struct rcu_node *rnp;
3526
3527         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
3528         pr_info(" ");
3529         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
3530                 if (rnp->level != level) {
3531                         pr_cont("\n");
3532                         pr_info(" ");
3533                         level = rnp->level;
3534                 }
3535                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
3536         }
3537         pr_cont("\n");
3538 }
3539
3540 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
3541 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
3542
3543 void __init rcu_init(void)
3544 {
3545         int cpu;
3546
3547         rcu_early_boot_tests();
3548
3549         rcu_bootup_announce();
3550         rcu_init_geometry();
3551         rcu_init_one();
3552         if (dump_tree)
3553                 rcu_dump_rcu_node_tree();
3554         if (use_softirq)
3555                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
3556
3557         /*
3558          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3559          * this is called early in boot, before either interrupts
3560          * or the scheduler are operational.
3561          */
3562         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3563         for_each_online_cpu(cpu) {
3564                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
3565                 rcu_cpu_starting(cpu);
3566                 rcutree_online_cpu(cpu);
3567         }
3568
3569         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
3570         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3571         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
3572         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
3573         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
3574         srcu_init();
3575 }
3576
3577 #include "tree_stall.h"
3578 #include "tree_exp.h"
3579 #include "tree_plugin.h"