GNU Linux-libre 4.19.207-gnu1
[releases.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30
31 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
32
33 #include <linux/types.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/init.h>
36 #include <linux/spinlock.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/rcupdate_wait.h>
39 #include <linux/interrupt.h>
40 #include <linux/sched.h>
41 #include <linux/sched/debug.h>
42 #include <linux/nmi.h>
43 #include <linux/atomic.h>
44 #include <linux/bitops.h>
45 #include <linux/export.h>
46 #include <linux/completion.h>
47 #include <linux/moduleparam.h>
48 #include <linux/percpu.h>
49 #include <linux/notifier.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/mutex.h>
52 #include <linux/time.h>
53 #include <linux/kernel_stat.h>
54 #include <linux/wait.h>
55 #include <linux/kthread.h>
56 #include <uapi/linux/sched/types.h>
57 #include <linux/prefetch.h>
58 #include <linux/delay.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/random.h>
61 #include <linux/trace_events.h>
62 #include <linux/suspend.h>
63 #include <linux/ftrace.h>
64
65 #include "tree.h"
66 #include "rcu.h"
67
68 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
69 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #endif
71 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
72
73 /* Data structures. */
74
75 /*
76  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
77  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
78  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
79  * that points to the string being used, and this will allow
80  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
81  * address to the matching string.
82  */
83 #ifdef CONFIG_TRACING
84 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
85 static char sname##_varname[] = #sname; \
86 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
88 #else
89 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
90 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
91 #endif
92
93 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
94 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
95 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
96 struct rcu_state sname##_state = { \
97         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
98         .rda = &sname##_data, \
99         .call = cr, \
100         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
101         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT, \
102         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
103         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
104         .abbr = sabbr, \
105         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
106         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
107         .ofl_lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(sname##_state.ofl_lock), \
108 }
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
117 static bool dump_tree;
118 module_param(dump_tree, bool, 0444);
119 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
120 static bool rcu_fanout_exact;
121 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
122 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
123 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
124 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
125 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
126 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
127 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
128 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
129 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
130 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
134  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
135  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
136  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
137  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
138  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
139  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
140  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
141  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
142  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
143  */
144 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
145 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
146
147 /*
148  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
149  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
150  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
151  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
152  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
153  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
154  *
155  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
156  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
157  * a time.
158  */
159 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
160
161 static void
162 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
163                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags);
164 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
165 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
166 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
167 static void invoke_rcu_core(void);
168 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
169 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
170                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
171 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
172
173 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
174 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
175 module_param(kthread_prio, int, 0644);
176
177 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
178
179 static int gp_preinit_delay;
180 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
181 static int gp_init_delay;
182 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
183 static int gp_cleanup_delay;
184 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
185
186 /* Retreive RCU kthreads priority for rcutorture */
187 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
188 {
189         return kthread_prio;
190 }
191 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
192
193 /*
194  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
195  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
196  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
197  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
198  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
199  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
200  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
201  */
202 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
203
204 /*
205  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
206  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
207  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
208  * in most contexts.
209  */
210 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
211 {
212         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
213 }
214
215 /*
216  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
217  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
218  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
219  */
220 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
221 {
222         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rsp->gp_seq));
223 }
224
225 /*
226  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
227  * how many quiescent states passed, just if there was at least
228  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
229  * The caller must have disabled preemption.
230  */
231 void rcu_sched_qs(void)
232 {
233         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
234         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
235                 return;
236         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
237                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gp_seq),
238                                TPS("cpuqs"));
239         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
240         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
241                 return;
242         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
243         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
244                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
245 }
246
247 void rcu_bh_qs(void)
248 {
249         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
250         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
251                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
252                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gp_seq),
253                                        TPS("cpuqs"));
254                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
255         }
256 }
257
258 /*
259  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
260  * control.  Initially this is for TLB flushing.
261  */
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
263 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
264 #ifndef rcu_eqs_special_exit
265 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
266 #endif
267
268 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
269         .dynticks_nesting = 1,
270         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
271         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
272 };
273
274 /*
275  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
276  * called when not already in an extended quiescent state.
277  */
278 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
279 {
280         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
281         int seq;
282
283         /*
284          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
285          * critical sections, and we also must force ordering with the
286          * next idle sojourn.
287          */
288         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
289         /* Better be in an extended quiescent state! */
290         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
291                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
292         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
293         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
294                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
295 }
296
297 /*
298  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
299  * called from an extended quiescent state.
300  */
301 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
302 {
303         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
304         int seq;
305
306         /*
307          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
308          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
309          * critical section.
310          */
311         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
312         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
313                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
314         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
315                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
316                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
317                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
318                 rcu_eqs_special_exit();
319         }
320 }
321
322 /*
323  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
324  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
325  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
326  * to the next non-quiescent value.
327  *
328  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
329  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
330  * or when the corresponding CPU is offline.
331  */
332 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
333 {
334         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
335
336         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
337                 return;
338         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
339 }
340
341 /*
342  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
343  *
344  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
345  */
346 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
347 {
348         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
349
350         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
351 }
352
353 /*
354  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
355  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
356  */
357 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
358 {
359         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
360
361         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
362 }
363
364 /*
365  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
366  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
367  */
368 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
369 {
370         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
371 }
372
373 /*
374  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
375  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
376  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
377  */
378 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
379 {
380         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
381 }
382
383 /*
384  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
385  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
386  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
387  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
388  * an extended quiescent state.
389  */
390 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
391 {
392         int old;
393         int new;
394         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
395
396         do {
397                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
398                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
399                         return false;
400                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
401         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
402         return true;
403 }
404
405 /*
406  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
407  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
408  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
409  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
410  * this CPU might (or might not) do in the near future.
411  *
412  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
413  *
414  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
415  */
416 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
417 {
418         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
419         int special;
420
421         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
422         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
423         /* It is illegal to call this from idle state. */
424         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
425 }
426
427 /*
428  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
429  * and requires special handling for preemptible RCU.
430  * The caller must have disabled interrupts.
431  */
432 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
433 {
434         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
435         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
436         rcu_sched_qs();
437         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
438         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
439         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
440                 goto out;
441         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
442         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
443                 rcu_momentary_dyntick_idle();
444         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
445         if (!preempt)
446                 rcu_tasks_qs(current);
447 out:
448         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
449         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
450 }
451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
452
453 /*
454  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
455  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
456  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
457  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
458  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
459  * all RCU flavors.
460  *
461  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
462  * called externally, but just in case this is called from within this
463  * file.
464  *
465  */
466 void rcu_all_qs(void)
467 {
468         unsigned long flags;
469
470         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
471                 return;
472         preempt_disable();
473         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
474         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
475                 preempt_enable();
476                 return;
477         }
478         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
479         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
480         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
481                 local_irq_save(flags);
482                 rcu_momentary_dyntick_idle();
483                 local_irq_restore(flags);
484         }
485         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
486                 rcu_sched_qs();
487         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
488         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
489         preempt_enable();
490 }
491 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
492
493 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
494 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
495 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
496 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
497 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
498 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
499
500 module_param(blimit, long, 0444);
501 module_param(qhimark, long, 0444);
502 module_param(qlowmark, long, 0444);
503
504 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
505 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
506 static bool rcu_kick_kthreads;
507
508 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
509 {
510         ulong j;
511         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
512
513         if (!ret)
514                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
515         return ret;
516 }
517
518 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
519 {
520         ulong j;
521         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
522
523         if (!ret)
524                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
525         return ret;
526 }
527
528 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
529         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
530         .get = param_get_ulong,
531 };
532
533 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
534         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
535         .get = param_get_ulong,
536 };
537
538 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
539 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
540 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
541
542 /*
543  * How long the grace period must be before we start recruiting
544  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
545  */
546 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
547 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
548
549 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
550 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
551 static int rcu_pending(void);
552
553 /*
554  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
555  */
556 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
557 {
558         return READ_ONCE(rcu_state_p->gp_seq);
559 }
560 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
561
562 /*
563  * Return the number of RCU-sched GPs completed thus far for debug & stats.
564  */
565 unsigned long rcu_sched_get_gp_seq(void)
566 {
567         return READ_ONCE(rcu_sched_state.gp_seq);
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_get_gp_seq);
570
571 /*
572  * Return the number of RCU-bh GPs completed thus far for debug & stats.
573  */
574 unsigned long rcu_bh_get_gp_seq(void)
575 {
576         return READ_ONCE(rcu_bh_state.gp_seq);
577 }
578 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_get_gp_seq);
579
580 /*
581  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
582  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
583  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
584  * the cumulative batches since boot.
585  */
586 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
587 {
588         return rcu_state_p->expedited_sequence;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
591
592 /*
593  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
594  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
595  */
596 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
597 {
598         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
599 }
600 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
601
602 /*
603  * Force a quiescent state.
604  */
605 void rcu_force_quiescent_state(void)
606 {
607         force_quiescent_state(rcu_state_p);
608 }
609 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
610
611 /*
612  * Force a quiescent state for RCU BH.
613  */
614 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
615 {
616         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
617 }
618 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
619
620 /*
621  * Force a quiescent state for RCU-sched.
622  */
623 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
624 {
625         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
628
629 /*
630  * Show the state of the grace-period kthreads.
631  */
632 void show_rcu_gp_kthreads(void)
633 {
634         int cpu;
635         struct rcu_data *rdp;
636         struct rcu_node *rnp;
637         struct rcu_state *rsp;
638
639         for_each_rcu_flavor(rsp) {
640                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
641                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
642                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
643                         if (ULONG_CMP_GE(rsp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed))
644                                 continue;
645                         pr_info("\trcu_node %d:%d ->gp_seq %lu ->gp_seq_needed %lu\n",
646                                 rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->gp_seq,
647                                 rnp->gp_seq_needed);
648                         if (!rcu_is_leaf_node(rnp))
649                                 continue;
650                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
651                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
652                                 if (rdp->gpwrap ||
653                                     ULONG_CMP_GE(rsp->gp_seq,
654                                                  rdp->gp_seq_needed))
655                                         continue;
656                                 pr_info("\tcpu %d ->gp_seq_needed %lu\n",
657                                         cpu, rdp->gp_seq_needed);
658                         }
659                 }
660                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
661         }
662 }
663 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
664
665 /*
666  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
667  */
668 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
669                             unsigned long *gp_seq)
670 {
671         struct rcu_state *rsp = NULL;
672
673         switch (test_type) {
674         case RCU_FLAVOR:
675                 rsp = rcu_state_p;
676                 break;
677         case RCU_BH_FLAVOR:
678                 rsp = &rcu_bh_state;
679                 break;
680         case RCU_SCHED_FLAVOR:
681                 rsp = &rcu_sched_state;
682                 break;
683         default:
684                 break;
685         }
686         if (rsp == NULL)
687                 return;
688         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
689         *gp_seq = rcu_seq_current(&rsp->gp_seq);
690 }
691 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
692
693 /*
694  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
695  */
696 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
697 {
698         return &rsp->node[0];
699 }
700
701 /*
702  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
703  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
704  *
705  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
706  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
707  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
708  */
709 static void rcu_eqs_enter(bool user)
710 {
711         struct rcu_state *rsp;
712         struct rcu_data *rdp;
713         struct rcu_dynticks *rdtp;
714
715         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
716         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
717         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
718                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
719         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
720                 rdtp->dynticks_nesting--;
721                 return;
722         }
723
724         lockdep_assert_irqs_disabled();
725         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
726         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
727         for_each_rcu_flavor(rsp) {
728                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
729                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
730         }
731         rcu_prepare_for_idle();
732         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
733         rcu_dynticks_eqs_enter();
734         rcu_dynticks_task_enter();
735 }
736
737 /**
738  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
739  *
740  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
741  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
742  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
743  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
744  *
745  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
746  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
747  */
748 void rcu_idle_enter(void)
749 {
750         lockdep_assert_irqs_disabled();
751         rcu_eqs_enter(false);
752 }
753
754 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
755 /**
756  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
757  *
758  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
759  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
760  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
761  * when the CPU runs in userspace.
762  *
763  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
764  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
765  */
766 void rcu_user_enter(void)
767 {
768         lockdep_assert_irqs_disabled();
769         rcu_eqs_enter(true);
770 }
771 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
772
773 /**
774  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
775  *
776  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
777  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
778  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
779  * being RCU-idle.
780  *
781  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
782  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
783  */
784 void rcu_nmi_exit(void)
785 {
786         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
787
788         /*
789          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
790          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
791          * to us!)
792          */
793         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
794         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
795
796         /*
797          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
798          * leave it in non-RCU-idle state.
799          */
800         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
801                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
802                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
803                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
804                 return;
805         }
806
807         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
808         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
809         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
810         rcu_dynticks_eqs_enter();
811 }
812
813 /**
814  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
815  *
816  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
817  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
818  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
819  *
820  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
821  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
822  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
823  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
824  *
825  * Use things like work queues to work around this limitation.
826  *
827  * You have been warned.
828  *
829  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
830  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
831  */
832 void rcu_irq_exit(void)
833 {
834         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
835
836         lockdep_assert_irqs_disabled();
837         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
838                 rcu_prepare_for_idle();
839         rcu_nmi_exit();
840         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
841                 rcu_dynticks_task_enter();
842 }
843
844 /*
845  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
846  *
847  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
848  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
849  */
850 void rcu_irq_exit_irqson(void)
851 {
852         unsigned long flags;
853
854         local_irq_save(flags);
855         rcu_irq_exit();
856         local_irq_restore(flags);
857 }
858
859 /*
860  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
861  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
862  *
863  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
864  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
865  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
866  */
867 static void rcu_eqs_exit(bool user)
868 {
869         struct rcu_dynticks *rdtp;
870         long oldval;
871
872         lockdep_assert_irqs_disabled();
873         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
874         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
875         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
876         if (oldval) {
877                 rdtp->dynticks_nesting++;
878                 return;
879         }
880         rcu_dynticks_task_exit();
881         rcu_dynticks_eqs_exit();
882         rcu_cleanup_after_idle();
883         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
884         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
885         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
886         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
887 }
888
889 /**
890  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
891  *
892  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
893  * read-side critical sections can occur.
894  *
895  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
896  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
897  */
898 void rcu_idle_exit(void)
899 {
900         unsigned long flags;
901
902         local_irq_save(flags);
903         rcu_eqs_exit(false);
904         local_irq_restore(flags);
905 }
906
907 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
908 /**
909  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
910  *
911  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
912  * run a RCU read side critical section anytime.
913  *
914  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
915  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
916  */
917 void rcu_user_exit(void)
918 {
919         rcu_eqs_exit(1);
920 }
921 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
922
923 /**
924  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
925  *
926  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
927  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
928  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
929  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
930  * run out of stack space first.)
931  *
932  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
933  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
934  */
935 void rcu_nmi_enter(void)
936 {
937         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
938         long incby = 2;
939
940         /* Complain about underflow. */
941         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
942
943         /*
944          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
945          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
946          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
947          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
948          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
949          * period (observation due to Andy Lutomirski).
950          */
951         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
952                 rcu_dynticks_eqs_exit();
953                 incby = 1;
954         }
955         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
956                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
957                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
958         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
959                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
960         barrier();
961 }
962
963 /**
964  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
965  *
966  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
967  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
968  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
969  *
970  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
971  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
972  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
973  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
974  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
975  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
976  * But very infrequently and irreproducibly.
977  *
978  * Use things like work queues to work around this limitation.
979  *
980  * You have been warned.
981  *
982  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
983  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
984  */
985 void rcu_irq_enter(void)
986 {
987         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
988
989         lockdep_assert_irqs_disabled();
990         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
991                 rcu_dynticks_task_exit();
992         rcu_nmi_enter();
993         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
994                 rcu_cleanup_after_idle();
995 }
996
997 /*
998  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
999  *
1000  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1001  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1002  */
1003 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1004 {
1005         unsigned long flags;
1006
1007         local_irq_save(flags);
1008         rcu_irq_enter();
1009         local_irq_restore(flags);
1010 }
1011
1012 /**
1013  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1014  *
1015  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1016  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1017  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1018  * or NMI handler, return true.
1019  */
1020 bool notrace rcu_is_watching(void)
1021 {
1022         bool ret;
1023
1024         preempt_disable_notrace();
1025         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1026         preempt_enable_notrace();
1027         return ret;
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1030
1031 /*
1032  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1033  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1034  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1035  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1036  * time around this task will generate another request.
1037  */
1038 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1039 {
1040         int cpu;
1041
1042         barrier();
1043         cpu = task_cpu(t);
1044         if (!task_curr(t))
1045                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1046         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1047 }
1048
1049 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1050
1051 /*
1052  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1053  *
1054  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1055  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1056  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1057  * then determining that its old CPU is now offline.  Because there are
1058  * multiple flavors of RCU, and because this function can be called in the
1059  * midst of updating the flavors while a given CPU coming online or going
1060  * offline, it is necessary to check all flavors.  If any of the flavors
1061  * believe that given CPU is online, it is considered to be online.
1062  *
1063  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1064  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1065  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1066  * rcu_scheduler_fully_active.
1067  */
1068 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1069 {
1070         struct rcu_data *rdp;
1071         struct rcu_node *rnp;
1072         struct rcu_state *rsp;
1073
1074         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1075                 return true;
1076         preempt_disable();
1077         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1078                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1079                 rnp = rdp->mynode;
1080                 if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) {
1081                         preempt_enable();
1082                         return true;
1083                 }
1084         }
1085         preempt_enable();
1086         return false;
1087 }
1088 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1089
1090 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1091
1092 /**
1093  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1094  *
1095  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1096  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1097  * disabled preemption.
1098  */
1099 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1100 {
1101         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1102                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1107  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1108  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1109  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1110  * code whatsoever.
1111  */
1112 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1113 {
1114         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1115         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1116                          rnp->gp_seq))
1117                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1118         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1119                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1124  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1125  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1126  */
1127 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1128 {
1129         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1130         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1131                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1132                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1133                 return 1;
1134         }
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1140  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1141  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1142  * there is unexpected state on entry.
1143  */
1144 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1145 {
1146         struct rcu_data *rdp;
1147         struct rcu_node *rnp;
1148
1149         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1150         rnp = rdp->mynode;
1151         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1152         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1153                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1154                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1155         }
1156         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1161  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1162  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1163  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1164  */
1165 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1166 {
1167         unsigned long jtsq;
1168         bool *rnhqp;
1169         bool *ruqp;
1170         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1171
1172         /*
1173          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1174          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1175          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1176          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1177          * read-side critical section that started before the beginning
1178          * of the current RCU grace period.
1179          */
1180         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1181                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1182                 rdp->dynticks_fqs++;
1183                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1184                 return 1;
1185         }
1186
1187         /*
1188          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1189          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1190          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1191          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1192          */
1193         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1194         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1195         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1196             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1197             rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) == rnp->gp_seq && !rdp->gpwrap) {
1198                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1199                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1200                 return 1;
1201         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1202                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1203                 smp_store_release(ruqp, true);
1204         }
1205
1206         /* If waiting too long on an offline CPU, complain. */
1207         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) &&
1208             time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + HZ)) {
1209                 bool onl;
1210                 struct rcu_node *rnp1;
1211
1212                 WARN_ON(1);  /* Offline CPUs are supposed to report QS! */
1213                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1214                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1215                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1216                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1217                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1218                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1219                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1220                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1221                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1222                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1223                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1224                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1225         }
1226
1227         /*
1228          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1229          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1230          * even context-switching back and forth between a pair of
1231          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1232          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1233          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1234          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1235          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1236          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1237          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1238          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1239          * there are at most four threads involved, and because the
1240          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1241          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1242          * quite low.
1243          */
1244         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1245         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1246             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1247              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1248                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1249                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1250                 smp_store_release(ruqp, true);
1251                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1252         }
1253
1254         /*
1255          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1256          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1257          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1258          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1259          */
1260         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1261                 resched_cpu(rdp->cpu);
1262                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1263                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1264                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1265                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1266                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1267                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1268                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1269                 }
1270         }
1271
1272         return 0;
1273 }
1274
1275 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1276 {
1277         unsigned long j = jiffies;
1278         unsigned long j1;
1279
1280         rsp->gp_start = j;
1281         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1282         /* Record ->gp_start before ->jiffies_stall. */
1283         smp_store_release(&rsp->jiffies_stall, j + j1); /* ^^^ */
1284         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1285         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1290  */
1291 static const char *gp_state_getname(short gs)
1292 {
1293         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1294                 return "???";
1295         return gp_state_names[gs];
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1300  */
1301 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1302 {
1303         unsigned long gpa;
1304         unsigned long j;
1305
1306         j = jiffies;
1307         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1308         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1309                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1310                        rsp->name, j - gpa,
1311                        (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq),
1312                        rsp->gp_flags,
1313                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1314                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1315                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1316                 if (rsp->gp_kthread) {
1317                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1318                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1319                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1320                 }
1321         }
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1326  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1327  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1328  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1329  */
1330 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1331 {
1332         int cpu;
1333         unsigned long flags;
1334         struct rcu_node *rnp;
1335
1336         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1337                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1338                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1339                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1340                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1341                                         dump_cpu_task(cpu);
1342                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1343         }
1344 }
1345
1346 /*
1347  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1348  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1349  */
1350 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1351 {
1352         unsigned long j;
1353
1354         if (!rcu_kick_kthreads)
1355                 return;
1356         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1357         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1358             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1359                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1360                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1361                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1362                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1363         }
1364 }
1365
1366 static void panic_on_rcu_stall(void)
1367 {
1368         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1369                 panic("RCU Stall\n");
1370 }
1371
1372 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gp_seq)
1373 {
1374         int cpu;
1375         unsigned long flags;
1376         unsigned long gpa;
1377         unsigned long j;
1378         int ndetected = 0;
1379         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1380         long totqlen = 0;
1381
1382         /* Kick and suppress, if so configured. */
1383         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1384         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1385                 return;
1386
1387         /*
1388          * OK, time to rat on our buddy...
1389          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1390          * RCU CPU stall warnings.
1391          */
1392         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:", rsp->name);
1393         print_cpu_stall_info_begin();
1394         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1395                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1396                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1397                 if (rnp->qsmask != 0) {
1398                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1399                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1400                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1401                                         ndetected++;
1402                                 }
1403                 }
1404                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1405         }
1406
1407         print_cpu_stall_info_end();
1408         for_each_possible_cpu(cpu)
1409                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1410                                                             cpu)->cblist);
1411         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, q=%lu)\n",
1412                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1413                (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1414         if (ndetected) {
1415                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1416
1417                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1418                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1419         } else {
1420                 if (rcu_seq_current(&rsp->gp_seq) != gp_seq) {
1421                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1422                 } else {
1423                         j = jiffies;
1424                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1425                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1426                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1427                                jiffies_till_next_fqs,
1428                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1429                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1430                         sched_show_task(current);
1431                 }
1432         }
1433         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1434         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1435                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1436                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1437
1438         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1439
1440         panic_on_rcu_stall();
1441
1442         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1443 }
1444
1445 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1446 {
1447         int cpu;
1448         unsigned long flags;
1449         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1450         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1451         long totqlen = 0;
1452
1453         /* Kick and suppress, if so configured. */
1454         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1455         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1456                 return;
1457
1458         /*
1459          * OK, time to rat on ourselves...
1460          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1461          * RCU CPU stall warnings.
1462          */
1463         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1464         print_cpu_stall_info_begin();
1465         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1466         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1467         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1468         print_cpu_stall_info_end();
1469         for_each_possible_cpu(cpu)
1470                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1471                                                             cpu)->cblist);
1472         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld q=%lu)\n",
1473                 jiffies - rsp->gp_start,
1474                 (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1475
1476         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1477
1478         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1479
1480         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1481         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1482         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1483                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1484                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1485         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1486
1487         panic_on_rcu_stall();
1488
1489         /*
1490          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1491          *
1492          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1493          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1494          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1495          */
1496         resched_cpu(smp_processor_id());
1497 }
1498
1499 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1500 {
1501         unsigned long gs1;
1502         unsigned long gs2;
1503         unsigned long gps;
1504         unsigned long j;
1505         unsigned long jn;
1506         unsigned long js;
1507         struct rcu_node *rnp;
1508
1509         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1510             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1511                 return;
1512         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1513         j = jiffies;
1514
1515         /*
1516          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1517          *
1518          * The idea is to pick up rsp->gp_seq, then rsp->jiffies_stall,
1519          * then rsp->gp_start, and finally another copy of rsp->gp_seq.
1520          * These values are updated in the opposite order with memory
1521          * barriers (or equivalent) during grace-period initialization
1522          * and cleanup.  Now, a false positive can occur if we get an new
1523          * value of rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.
1524          * But given the memory barriers, the only way that this can happen
1525          * is if one grace period ends and another starts between these
1526          * two fetches.  This is detected by comparing the second fetch
1527          * of rsp->gp_seq with the previous fetch from rsp->gp_seq.
1528          *
1529          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1530          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1531          */
1532         gs1 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1533         smp_rmb(); /* Pick up ->gp_seq first... */
1534         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1535         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1536         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1537         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->gp_seq again. */
1538         gs2 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1539         if (gs1 != gs2 ||
1540             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1541             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1542                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1543         rnp = rdp->mynode;
1544         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1545         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1546             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1547             cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1548
1549                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1550                 print_cpu_stall(rsp);
1551
1552         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1553                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1554                    cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1555
1556                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1557                 print_other_cpu_stall(rsp, gs2);
1558         }
1559 }
1560
1561 /**
1562  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1563  *
1564  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1565  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1566  * RCU grace periods.
1567  *
1568  * The caller must disable hard irqs.
1569  */
1570 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1571 {
1572         struct rcu_state *rsp;
1573
1574         for_each_rcu_flavor(rsp)
1575                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1576 }
1577
1578 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1579 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1580                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1581 {
1582         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gp_seq, gp_seq_req,
1583                                       rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1588  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1589  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1590  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1591  *
1592  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1593  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1594  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1595  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1596  *
1597  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1598  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1599  *
1600  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1601  */
1602 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1603                               unsigned long gp_seq_req)
1604 {
1605         bool ret = false;
1606         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1607         struct rcu_node *rnp;
1608
1609         /*
1610          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1611          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1612          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1613          * fact already started.  If there is already a grace period in
1614          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1615          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1616          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1617          */
1618         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1619         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1620         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1621                 if (rnp != rnp_start)
1622                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1623                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1624                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1625                     (rnp != rnp_start &&
1626                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1627                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1628                                           TPS("Prestarted"));
1629                         goto unlock_out;
1630                 }
1631                 rnp->gp_seq_needed = gp_seq_req;
1632                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1633                         /*
1634                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1635                          * grace period is in progress, which means that
1636                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1637                          * reduce contention.
1638                          */
1639                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1640                                           TPS("Startedleaf"));
1641                         goto unlock_out;
1642                 }
1643                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1644                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1645                 if (!rnp->parent)
1646                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1647         }
1648
1649         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1650         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1651                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1652                 goto unlock_out;
1653         }
1654         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1655         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1656         rsp->gp_req_activity = jiffies;
1657         if (!rsp->gp_kthread) {
1658                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1659                 goto unlock_out;
1660         }
1661         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq), TPS("newreq"));
1662         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1663 unlock_out:
1664         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1665         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1666                 rnp_start->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1667                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1668         }
1669         if (rnp != rnp_start)
1670                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1671         return ret;
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1676  * whether any additional grace periods have been requested.
1677  */
1678 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1679 {
1680         bool needmore;
1681         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1682
1683         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1684         if (!needmore)
1685                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1686         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1687                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1688         return needmore;
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in
1693  * an interrupt or softirq handler), and don't bother awakening when there
1694  * is nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs raced
1695  * to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken a kthread that
1696  * has not yet been created.  If all those checks are passed, track some
1697  * debug information and awaken.
1698  *
1699  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1700  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1701  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1702  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1703  * is required, and is therefore supplied.
1704  */
1705 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1706 {
1707         if ((current == rsp->gp_kthread &&
1708              !in_interrupt() && !in_serving_softirq()) ||
1709             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1710             !rsp->gp_kthread)
1711                 return;
1712         swake_up_one(&rsp->gp_wq);
1713 }
1714
1715 /*
1716  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1717  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1718  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1719  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1720  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1721  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1722  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1723  * the RCU grace-period kthread.
1724  *
1725  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1726  */
1727 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1728                                struct rcu_data *rdp)
1729 {
1730         unsigned long gp_seq_req;
1731         bool ret = false;
1732
1733         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1734
1735         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1736         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1737                 return false;
1738
1739         /*
1740          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1741          * information.  Something about the fact that getting exact
1742          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1743          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1744          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1745          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1746          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1747          * number.
1748          */
1749         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1750         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1751                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1752
1753         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1754         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1755                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1756         else
1757                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1758         return ret;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1763  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1764  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1765  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1766  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1767  */
1768 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_state *rsp,
1769                                         struct rcu_node *rnp,
1770                                         struct rcu_data *rdp)
1771 {
1772         unsigned long c;
1773         bool needwake;
1774
1775         lockdep_assert_irqs_disabled();
1776         c = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1777         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1778                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1779                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1780                 return;
1781         }
1782         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1783         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1784         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1785         if (needwake)
1786                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1791  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1792  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1793  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1794  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1795  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1796  *
1797  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1798  */
1799 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1800                             struct rcu_data *rdp)
1801 {
1802         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1803
1804         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1805         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1806                 return false;
1807
1808         /*
1809          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1810          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1811          */
1812         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1813
1814         /* Classify any remaining callbacks. */
1815         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1816 }
1817
1818 /*
1819  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1820  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1821  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1822  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1823  */
1824 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1825                               struct rcu_data *rdp)
1826 {
1827         bool ret;
1828         bool need_gp;
1829
1830         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1831
1832         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1833                 return false; /* Nothing to do. */
1834
1835         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1836         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1837             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1838                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1839                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1840         } else {
1841                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1842         }
1843
1844         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1845         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1846             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1847                 /*
1848                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1849                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1850                  * go looking for one.
1851                  */
1852                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1853                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1854                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1855                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1856                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1857                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1858         }
1859         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1860         if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, rdp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1861                 rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq_needed;
1862         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1863         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1864         return ret;
1865 }
1866
1867 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1868 {
1869         unsigned long flags;
1870         bool needwake;
1871         struct rcu_node *rnp;
1872
1873         local_irq_save(flags);
1874         rnp = rdp->mynode;
1875         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1876              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1877             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1878                 local_irq_restore(flags);
1879                 return;
1880         }
1881         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1882         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1883         if (needwake)
1884                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1885 }
1886
1887 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1888 {
1889         if (delay > 0 &&
1890             !(rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq) %
1891               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1892                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1897  */
1898 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1899 {
1900         unsigned long flags;
1901         unsigned long oldmask;
1902         unsigned long mask;
1903         struct rcu_data *rdp;
1904         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1905
1906         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1907         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1908         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1909                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1910                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1911                 return false;
1912         }
1913         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1914
1915         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1916                 /*
1917                  * Grace period already in progress, don't start another.
1918                  * Not supposed to be able to happen.
1919                  */
1920                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1921                 return false;
1922         }
1923
1924         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1925         record_gp_stall_check_time(rsp);
1926         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1927         rcu_seq_start(&rsp->gp_seq);
1928         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("start"));
1929         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1930
1931         /*
1932          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1933          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1934          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1935          * will handle subsequent offline CPUs.
1936          */
1937         rsp->gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1938         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1939                 spin_lock(&rsp->ofl_lock);
1940                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1941                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1942                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1943                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1944                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1945                         spin_unlock(&rsp->ofl_lock);
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1950                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1951                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1952
1953                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1954                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1955                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1956                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1957                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1958                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1959                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1960                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1961                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1962                         }
1963                 }
1964
1965                 /*
1966                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1967                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1968                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1969                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1970                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1971                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1972                  */
1973                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1974                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1975                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1976                         if (!rnp->qsmaskinit)
1977                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1978                 }
1979
1980                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1981                 spin_unlock(&rsp->ofl_lock);
1982         }
1983         rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1984
1985         /*
1986          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1987          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1988          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1989          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1990          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1991          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1992          * leaf node has been initialized.
1993          *
1994          * The grace period cannot complete until the initialization
1995          * process finishes, because this kthread handles both.
1996          */
1997         rsp->gp_state = RCU_GP_INIT;
1998         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1999                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2000                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2001                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2002                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rsp, rnp);
2003                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2004                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rsp->gp_seq);
2005                 if (rnp == rdp->mynode)
2006                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2007                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2008                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gp_seq,
2009                                             rnp->level, rnp->grplo,
2010                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2011                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
2012                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
2013                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
2014                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
2015                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2016                 else
2017                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2018                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2019                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2020         }
2021
2022         return true;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
2027  * time.
2028  */
2029 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2030 {
2031         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2032
2033         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2034         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2035         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2036                 return true;
2037
2038         /* The current grace period has completed. */
2039         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2040                 return true;
2041
2042         return false;
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Do one round of quiescent-state forcing.
2047  */
2048 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2049 {
2050         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2051
2052         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2053         rsp->n_force_qs++;
2054         if (first_time) {
2055                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2056                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2057         } else {
2058                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2059                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2060         }
2061         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2062         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2063                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2064                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2065                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2066                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2067         }
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Clean up after the old grace period.
2072  */
2073 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2074 {
2075         unsigned long gp_duration;
2076         bool needgp = false;
2077         unsigned long new_gp_seq;
2078         struct rcu_data *rdp;
2079         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2080         struct swait_queue_head *sq;
2081
2082         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2083         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2084         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2085         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2086                 rsp->gp_max = gp_duration;
2087
2088         /*
2089          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2090          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2091          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2092          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2093          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2094          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2095          */
2096         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2097
2098         /*
2099          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2100          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2101          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2102          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2103          * the current grace period to be completely recorded in all of
2104          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2105          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2106          */
2107         new_gp_seq = rsp->gp_seq;
2108         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2109         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2110                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2111                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2112                         dump_blkd_tasks(rsp, rnp, 10);
2113                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2114                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2115                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2116                 if (rnp == rdp->mynode)
2117                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2118                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2119                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2120                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2121                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2122                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2123                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2124                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2125                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2126         }
2127         rnp = rcu_get_root(rsp);
2128         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before rsp->gp_seq update. */
2129
2130         /* Declare grace period done. */
2131         rcu_seq_end(&rsp->gp_seq);
2132         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gp_seq, TPS("end"));
2133         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2134         /* Check for GP requests since above loop. */
2135         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2136         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2137                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2138                                   TPS("CleanupMore"));
2139                 needgp = true;
2140         }
2141         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2142         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2143                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2144                 rsp->gp_req_activity = jiffies;
2145                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2146                                        TPS("newreq"));
2147         } else {
2148                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2149         }
2150         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Body of kthread that handles grace periods.
2155  */
2156 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2157 {
2158         bool first_gp_fqs;
2159         int gf;
2160         unsigned long j;
2161         int ret;
2162         struct rcu_state *rsp = arg;
2163         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2164
2165         rcu_bind_gp_kthread();
2166         for (;;) {
2167
2168                 /* Handle grace-period start. */
2169                 for (;;) {
2170                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2171                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2172                                                TPS("reqwait"));
2173                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2174                         swait_event_idle_exclusive(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2175                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2176                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2177                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2178                         if (rcu_gp_init(rsp))
2179                                 break;
2180                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2181                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2182                         WARN_ON(signal_pending(current));
2183                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2184                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2185                                                TPS("reqwaitsig"));
2186                 }
2187
2188                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2189                 first_gp_fqs = true;
2190                 j = jiffies_till_first_fqs;
2191                 ret = 0;
2192                 for (;;) {
2193                         if (!ret) {
2194                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2195                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2196                                            jiffies + 3 * j);
2197                         }
2198                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2199                                                READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2200                                                TPS("fqswait"));
2201                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2202                         ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(rsp->gp_wq,
2203                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2204                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2205                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2206                         /* If grace period done, leave loop. */
2207                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2208                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2209                                 break;
2210                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2211                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2212                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2213                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2214                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2215                                                        TPS("fqsstart"));
2216                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2217                                 first_gp_fqs = false;
2218                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2219                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2220                                                        TPS("fqsend"));
2221                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2222                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2223                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2224                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2225                         } else {
2226                                 /* Deal with stray signal. */
2227                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2228                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2229                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2230                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2231                                                        READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2232                                                        TPS("fqswaitsig"));
2233                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2234                                 j = jiffies;
2235                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2236                                         j = 1;
2237                                 else
2238                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2239                         }
2240                 }
2241
2242                 /* Handle grace-period end. */
2243                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2244                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2245                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2246         }
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2251  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2252  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2253  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2254  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2255  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2256  * which is released before return.
2257  */
2258 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2259         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2260 {
2261         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2262         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2263         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2264         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2265         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2270  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2271  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2272  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2273  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2274  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2275  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2276  * must be held upon entry, and it is released before return.
2277  *
2278  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2279  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2280  * during grace-period initialization.
2281  */
2282 static void
2283 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2284                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2285         __releases(rnp->lock)
2286 {
2287         unsigned long oldmask = 0;
2288         struct rcu_node *rnp_c;
2289
2290         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2291
2292         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2293         for (;;) {
2294                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2295
2296                         /*
2297                          * Our bit has already been cleared, or the
2298                          * relevant grace period is already over, so done.
2299                          */
2300                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2301                         return;
2302                 }
2303                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2304                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2305                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2306                 rnp->qsmask &= ~mask;
2307                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gp_seq,
2308                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2309                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2310                                                  !!rnp->gp_tasks);
2311                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2312
2313                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2314                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2315                         return;
2316                 }
2317                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2318                 mask = rnp->grpmask;
2319                 if (rnp->parent == NULL) {
2320
2321                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2322
2323                         break;
2324                 }
2325                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2326                 rnp_c = rnp;
2327                 rnp = rnp->parent;
2328                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2329                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2330         }
2331
2332         /*
2333          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2334          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2335          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2336          */
2337         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2342  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2343  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2344  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2345  * disabled.
2346  */
2347 static void __maybe_unused
2348 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2349                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2350         __releases(rnp->lock)
2351 {
2352         unsigned long gps;
2353         unsigned long mask;
2354         struct rcu_node *rnp_p;
2355
2356         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2357         if (WARN_ON_ONCE(rcu_state_p == &rcu_sched_state) ||
2358             WARN_ON_ONCE(rsp != rcu_state_p) ||
2359             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2360             rnp->qsmask != 0) {
2361                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2362                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2363         }
2364
2365         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2366         rnp_p = rnp->parent;
2367         if (rnp_p == NULL) {
2368                 /*
2369                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2370                  * try to report up to its nonexistent parent!
2371                  */
2372                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2373                 return;
2374         }
2375
2376         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2377         gps = rnp->gp_seq;
2378         mask = rnp->grpmask;
2379         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2380         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2381         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2386  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2387  */
2388 static void
2389 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2390 {
2391         unsigned long flags;
2392         unsigned long mask;
2393         bool needwake;
2394         struct rcu_node *rnp;
2395
2396         rnp = rdp->mynode;
2397         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2398         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2399             rdp->gpwrap) {
2400
2401                 /*
2402                  * The grace period in which this quiescent state was
2403                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2404                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2405                  * within the current grace period.
2406                  */
2407                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2408                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2409                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2410                 return;
2411         }
2412         mask = rdp->grpmask;
2413         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2414                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2415         } else {
2416                 rdp->core_needs_qs = false;
2417
2418                 /*
2419                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2420                  * callbacks can be processed during the next GP.
2421                  */
2422                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2423
2424                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2425                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2426                 if (needwake)
2427                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2428         }
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2433  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2434  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2435  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2436  */
2437 static void
2438 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2439 {
2440         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2441         note_gp_changes(rsp, rdp);
2442
2443         /*
2444          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2445          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2446          */
2447         if (!rdp->core_needs_qs)
2448                 return;
2449
2450         /*
2451          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2452          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2453          */
2454         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2455                 return;
2456
2457         /*
2458          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2459          * judge of that).
2460          */
2461         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2462 }
2463
2464 /*
2465  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2466  */
2467 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2468 {
2469         RCU_TRACE(bool blkd;)
2470         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2471         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2472
2473         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2474                 return;
2475
2476         RCU_TRACE(blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);)
2477         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rnp->gp_seq,
2478                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2479 }
2480
2481 /*
2482  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2483  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2484  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2485  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2486  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2487  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2488  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2489  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2490  * updated.
2491  *
2492  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2493  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2494  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2495  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2496  * invoke it again.
2497  */
2498 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2499 {
2500         long mask;
2501         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2502
2503         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2504         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2505             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2506             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2507                 return;
2508         for (;;) {
2509                 mask = rnp->grpmask;
2510                 rnp = rnp->parent;
2511                 if (!rnp)
2512                         break;
2513                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2514                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2515                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2516                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2517                 if (rnp->qsmaskinit) {
2518                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2519                         /* irqs remain disabled. */
2520                         return;
2521                 }
2522                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2523         }
2524 }
2525
2526 /*
2527  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2528  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2529  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2530  * explicit locking.
2531  */
2532 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2533 {
2534         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2535         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2536
2537         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2538                 return;
2539
2540         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2541         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2542 }
2543
2544 /*
2545  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2546  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2547  */
2548 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2549 {
2550         unsigned long flags;
2551         struct rcu_head *rhp;
2552         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2553         long bl, count;
2554
2555         /* If no callbacks are ready, just return. */
2556         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2557                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2558                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2559                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2560                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2561                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2562                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2563                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2564                 return;
2565         }
2566
2567         /*
2568          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2569          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2570          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2571          */
2572         local_irq_save(flags);
2573         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2574         bl = rdp->blimit;
2575         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2576                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2577         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2578         local_irq_restore(flags);
2579
2580         /* Invoke callbacks. */
2581         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2582         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2583                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2584                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2585                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2586                 /*
2587                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2588                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2589                  */
2590                 if (-rcl.len >= bl &&
2591                     (need_resched() ||
2592                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2593                         break;
2594         }
2595
2596         local_irq_save(flags);
2597         count = -rcl.len;
2598         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2599                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2600
2601         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2602         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2603         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2604         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2605
2606         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2607         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2608         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2609                 rdp->blimit = blimit;
2610
2611         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2612         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2613                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2614                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2615         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2616                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2617
2618         /*
2619          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2620          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2621          */
2622         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2623
2624         local_irq_restore(flags);
2625
2626         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2627         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2628                 invoke_rcu_core();
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2633  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2634  * Also schedule RCU core processing.
2635  *
2636  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2637  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2638  */
2639 void rcu_check_callbacks(int user)
2640 {
2641         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2642         increment_cpu_stall_ticks();
2643         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2644
2645                 /*
2646                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2647                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2648                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2649                  * a quiescent state, so note it.
2650                  *
2651                  * No memory barrier is required here because both
2652                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2653                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2654                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2655                  */
2656
2657                 rcu_sched_qs();
2658                 rcu_bh_qs();
2659                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2660
2661         } else if (!in_softirq()) {
2662
2663                 /*
2664                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2665                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2666                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2667                  * critical section, so note it.
2668                  */
2669
2670                 rcu_bh_qs();
2671         }
2672         rcu_preempt_check_callbacks();
2673         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2674         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
2675                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2676                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2677                         set_tsk_need_resched(current);
2678                         set_preempt_need_resched();
2679                 }
2680                 __this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
2681         }
2682         if (rcu_pending())
2683                 invoke_rcu_core();
2684
2685         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2686 }
2687
2688 /*
2689  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2690  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2691  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2692  *
2693  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2694  */
2695 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2696 {
2697         int cpu;
2698         unsigned long flags;
2699         unsigned long mask;
2700         struct rcu_node *rnp;
2701
2702         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2703                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2704                 mask = 0;
2705                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2706                 if (rnp->qsmask == 0) {
2707                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2708                             rsp != rcu_state_p ||
2709                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2710                                 /*
2711                                  * No point in scanning bits because they
2712                                  * are all zero.  But we might need to
2713                                  * priority-boost blocked readers.
2714                                  */
2715                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2716                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2717                                 continue;
2718                         }
2719                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2720                         continue;
2721                 }
2722                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2723                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2724                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2725                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2726                                         mask |= bit;
2727                         }
2728                 }
2729                 if (mask != 0) {
2730                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2731                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2732                 } else {
2733                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2734                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2735                 }
2736         }
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2741  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2742  */
2743 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2744 {
2745         unsigned long flags;
2746         bool ret;
2747         struct rcu_node *rnp;
2748         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2749
2750         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2751         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2752         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2753                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2754                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2755                 if (rnp_old != NULL)
2756                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2757                 if (ret)
2758                         return;
2759                 rnp_old = rnp;
2760         }
2761         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2762
2763         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2764         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2765         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2766         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2767                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2768                 return;  /* Someone beat us to it. */
2769         }
2770         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2771         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2772         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2773 }
2774
2775 /*
2776  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2777  * RCU to come out of its idle mode.
2778  */
2779 static void
2780 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2781                          struct rcu_data *rdp)
2782 {
2783         const unsigned long gpssdelay = rcu_jiffies_till_stall_check() * HZ;
2784         unsigned long flags;
2785         unsigned long j;
2786         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2787         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2788
2789         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) || rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2790             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed))
2791                 return;
2792         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2793         if (time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + gpssdelay) ||
2794             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + gpssdelay) ||
2795             atomic_read(&warned))
2796                 return;
2797
2798         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2799         j = jiffies;
2800         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2801             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2802             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + gpssdelay) ||
2803             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + gpssdelay) ||
2804             atomic_read(&warned)) {
2805                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2806                 return;
2807         }
2808         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2809
2810         if (rnp_root != rnp)
2811                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2812         j = jiffies;
2813         if (rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2814             ULONG_CMP_GE(rnp_root->gp_seq, rnp_root->gp_seq_needed) ||
2815             time_before(j, rsp->gp_req_activity + gpssdelay) ||
2816             time_before(j, rsp->gp_activity + gpssdelay) ||
2817             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2818                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2819                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2820                 return;
2821         }
2822         pr_alert("%s: g%ld->%ld gar:%lu ga:%lu f%#x gs:%d %s->state:%#lx\n",
2823                  __func__, (long)READ_ONCE(rsp->gp_seq),
2824                  (long)READ_ONCE(rnp_root->gp_seq_needed),
2825                  j - rsp->gp_req_activity, j - rsp->gp_activity,
2826                  rsp->gp_flags, rsp->gp_state, rsp->name,
2827                  rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2828         WARN_ON(1);
2829         if (rnp_root != rnp)
2830                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2831         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2832 }
2833
2834 /*
2835  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2836  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2837  * whom the rdp belongs.
2838  */
2839 static void
2840 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2841 {
2842         unsigned long flags;
2843         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2844         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2845
2846         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2847
2848         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2849         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2850
2851         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2852         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2853             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2854                 local_irq_save(flags);
2855                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2856                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rnp, rdp);
2857                 local_irq_restore(flags);
2858         }
2859
2860         rcu_check_gp_start_stall(rsp, rnp, rdp);
2861
2862         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2863         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2864                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2865
2866         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2867         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Do RCU core processing for the current CPU.
2872  */
2873 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2874 {
2875         struct rcu_state *rsp;
2876
2877         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2878                 return;
2879         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2880         for_each_rcu_flavor(rsp)
2881                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2882         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2883 }
2884
2885 /*
2886  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2887  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2888  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2889  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2890  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2891  */
2892 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2893 {
2894         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2895                 return;
2896         if (likely(!rsp->boost)) {
2897                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2898                 return;
2899         }
2900         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2901 }
2902
2903 static void invoke_rcu_core(void)
2904 {
2905         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2906                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2907 }
2908
2909 /*
2910  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2911  */
2912 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2913                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2914 {
2915         /*
2916          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2917          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2918          */
2919         if (!rcu_is_watching())
2920                 invoke_rcu_core();
2921
2922         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2923         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2924                 return;
2925
2926         /*
2927          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2928          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2929          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2930          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2931          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2932          */
2933         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2934                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2935
2936                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2937                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2938
2939                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2940                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2941                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rsp, rdp->mynode, rdp);
2942                 } else {
2943                         /* Give the grace period a kick. */
2944                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2945                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2946                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2947                                 force_quiescent_state(rsp);
2948                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2949                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2950                 }
2951         }
2952 }
2953
2954 /*
2955  * RCU callback function to leak a callback.
2956  */
2957 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2958 {
2959 }
2960
2961 /*
2962  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2963  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2964  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2965  * is expected to specify a CPU.
2966  */
2967 static void
2968 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2969            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2970 {
2971         unsigned long flags;
2972         struct rcu_data *rdp;
2973
2974         /* Misaligned rcu_head! */
2975         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2976
2977         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2978                 /*
2979                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2980                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2981                  * time callback was passed to __call_rcu().
2982                  */
2983                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2984                           head, head->func);
2985                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2986                 return;
2987         }
2988         head->func = func;
2989         head->next = NULL;
2990         local_irq_save(flags);
2991         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2992
2993         /* Add the callback to our list. */
2994         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2995                 int offline;
2996
2997                 if (cpu != -1)
2998                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2999                 if (likely(rdp->mynode)) {
3000                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3001                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3002                         WARN_ON_ONCE(offline);
3003                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3004                         local_irq_restore(flags);
3005                         return;
3006                 }
3007                 /*
3008                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3009                  * and then drop through to queue the callback.
3010                  */
3011                 BUG_ON(cpu != -1);
3012                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3013                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3014                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3015         }
3016         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
3017         if (!lazy)
3018                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3019
3020         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3021                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3022                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3023                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3024         else
3025                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3026                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3027                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3028
3029         /* Go handle any RCU core processing required. */
3030         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3031         local_irq_restore(flags);
3032 }
3033
3034 /**
3035  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
3036  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3037  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3038  *
3039  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3040  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3041  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
3042  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
3043  * or on voluntary preemption.
3044  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3045  *
3046  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3047  * - anything that disables preemption.
3048  *
3049  *  These may be nested.
3050  *
3051  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3052  * memory ordering guarantees.
3053  */
3054 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3055 {
3056         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3057 }
3058 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3059
3060 /**
3061  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3062  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3063  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3064  *
3065  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3066  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3067  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3068  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3069  * handler. This means that read-side critical sections in process
3070  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3071  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3072  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3073  *
3074  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3075  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3076  *
3077  * These may be nested.
3078  *
3079  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3080  * memory ordering guarantees.
3081  */
3082 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3083 {
3084         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3087
3088 /*
3089  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3090  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3091  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3092  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3093  * function may only be called from __kfree_rcu().
3094  */
3095 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3096                     rcu_callback_t func)
3097 {
3098         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3099 }
3100 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3101
3102 /*
3103  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3104  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3105  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3106  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3107  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3108  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3109  * some overhead: RCU still operates correctly.
3110  */
3111 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3112 {
3113         int ret;
3114
3115         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3116         preempt_disable();
3117         ret = num_online_cpus() <= 1;
3118         preempt_enable();
3119         return ret;
3120 }
3121
3122 /**
3123  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3124  *
3125  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3126  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3127  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3128  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3129  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3130  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3131  * rcu_read_lock_sched().
3132  *
3133  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3134  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3135  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3136  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3137  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3138  *
3139  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3140  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3141  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3142  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3143  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3144  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3145  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3146  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3147  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3148  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3149  * that are executing in the kernel.
3150  *
3151  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3152  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3153  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3154  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3155  * again only if the system has more than one CPU).
3156  */
3157 void synchronize_sched(void)
3158 {
3159         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3160                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3161                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3162                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3163         if (rcu_blocking_is_gp())
3164                 return;
3165         if (rcu_gp_is_expedited())
3166                 synchronize_sched_expedited();
3167         else
3168                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3169 }
3170 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3171
3172 /**
3173  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3174  *
3175  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3176  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3177  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3178  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3179  * and may be nested.
3180  *
3181  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3182  * on memory ordering guarantees.
3183  */
3184 void synchronize_rcu_bh(void)
3185 {
3186         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3187                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3188                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3189                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3190         if (rcu_blocking_is_gp())
3191                 return;
3192         if (rcu_gp_is_expedited())
3193                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3194         else
3195                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3196 }
3197 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3198
3199 /**
3200  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3201  *
3202  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3203  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3204  * meantime.
3205  */
3206 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3207 {
3208         /*
3209          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3210          * before the load from ->gp_seq.
3211          */
3212         smp_mb();  /* ^^^ */
3213         return rcu_seq_snap(&rcu_state_p->gp_seq);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3216
3217 /**
3218  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3219  *
3220  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3221  *
3222  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3223  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3224  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3225  *
3226  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3227  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3228  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3229  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3230  */
3231 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3232 {
3233         if (!rcu_seq_done(&rcu_state_p->gp_seq, oldstate))
3234                 synchronize_rcu();
3235         else
3236                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3237 }
3238 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3239
3240 /**
3241  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3242  *
3243  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3244  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3245  * meantime.
3246  */
3247 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3248 {
3249         /*
3250          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3251          * before the load from ->gp_seq.
3252          */
3253         smp_mb();  /* ^^^ */
3254         return rcu_seq_snap(&rcu_sched_state.gp_seq);
3255 }
3256 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3257
3258 /**
3259  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3260  *
3261  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3262  *
3263  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3264  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3265  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3266  *
3267  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3268  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3269  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3270  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3271  */
3272 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3273 {
3274         if (!rcu_seq_done(&rcu_sched_state.gp_seq, oldstate))
3275                 synchronize_sched();
3276         else
3277                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3278 }
3279 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3280
3281 /*
3282  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3283  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3284  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3285  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3286  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3287  */
3288 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3289 {
3290         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3291
3292         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3293         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3294
3295         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3296         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3297                 return 0;
3298
3299         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3300         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3301                 return 1;
3302
3303         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3304         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3305                 return 1;
3306
3307         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3308         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3309             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3310             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3311                 return 1;
3312
3313         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3314         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3315             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3316                 return 1;
3317
3318         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3319         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3320                 return 1;
3321
3322         /* nothing to do */
3323         return 0;
3324 }
3325
3326 /*
3327  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3328  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3329  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3330  */
3331 static int rcu_pending(void)
3332 {
3333         struct rcu_state *rsp;
3334
3335         for_each_rcu_flavor(rsp)
3336                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3337                         return 1;
3338         return 0;
3339 }
3340
3341 /*
3342  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3343  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3344  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3345  */
3346 static bool rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3347 {
3348         bool al = true;
3349         bool hc = false;
3350         struct rcu_data *rdp;
3351         struct rcu_state *rsp;
3352
3353         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3354                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3355                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3356                         continue;
3357                 hc = true;
3358                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3359                         al = false;
3360                         break;
3361                 }
3362         }
3363         if (all_lazy)
3364                 *all_lazy = al;
3365         return hc;
3366 }
3367
3368 /*
3369  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3370  * the compiler is expected to optimize this away.
3371  */
3372 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3373                                int cpu, unsigned long done)
3374 {
3375         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3376                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3377 }
3378
3379 /*
3380  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3381  * up the task executing _rcu_barrier().
3382  */
3383 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3384 {
3385         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3386         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3387
3388         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3389                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3390                                    rsp->barrier_sequence);
3391                 complete(&rsp->barrier_completion);
3392         } else {
3393                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3394         }
3395 }
3396
3397 /*
3398  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3399  */
3400 static void rcu_barrier_func(void *type)
3401 {
3402         struct rcu_state *rsp = type;
3403         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3404
3405         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3406         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3407         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3408         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3409                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3410         } else {
3411                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3412                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3413                                    rsp->barrier_sequence);
3414         }
3415 }
3416
3417 /*
3418  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3419  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3420  */
3421 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3422 {
3423         int cpu;
3424         struct rcu_data *rdp;
3425         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3426
3427         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3428
3429         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3430         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3431
3432         /* Did someone else do our work for us? */
3433         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3434                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3435                                    rsp->barrier_sequence);
3436                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3437                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3438                 return;
3439         }
3440
3441         /* Mark the start of the barrier operation. */
3442         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3443         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3444
3445         /*
3446          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3447          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3448          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3449          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3450          */
3451         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3452         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3453         get_online_cpus();
3454
3455         /*
3456          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3457          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3458          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3459          */
3460         for_each_possible_cpu(cpu) {
3461                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3462                         continue;
3463                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3464                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3465                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3466                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3467                                                    rsp->barrier_sequence);
3468                         } else {
3469                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3470                                                    rsp->barrier_sequence);
3471                                 smp_mb__before_atomic();
3472                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3473                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3474                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3475                         }
3476                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3477                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3478                                            rsp->barrier_sequence);
3479                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3480                 } else {
3481                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3482                                            rsp->barrier_sequence);
3483                 }
3484         }
3485         put_online_cpus();
3486
3487         /*
3488          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3489          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3490          */
3491         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3492                 complete(&rsp->barrier_completion);
3493
3494         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3495         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3496
3497         /* Mark the end of the barrier operation. */
3498         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3499         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3500
3501         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3502         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3503 }
3504
3505 /**
3506  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3507  */
3508 void rcu_barrier_bh(void)
3509 {
3510         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3511 }
3512 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3513
3514 /**
3515  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3516  */
3517 void rcu_barrier_sched(void)
3518 {
3519         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3520 }
3521 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3522
3523 /*
3524  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3525  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3526  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3527  * disabled.
3528  */
3529 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3530 {
3531         long mask;
3532         long oldmask;
3533         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3534
3535         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3536         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3537         for (;;) {
3538                 mask = rnp->grpmask;
3539                 rnp = rnp->parent;
3540                 if (rnp == NULL)
3541                         return;
3542                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3543                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3544                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3545                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3546                 if (oldmask)
3547                         return;
3548         }
3549 }
3550
3551 /*
3552  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3553  */
3554 static void __init
3555 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3556 {
3557         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3558
3559         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3560         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3561         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3562         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3563         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3564         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rsp->gp_seq;
3565         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3566         rdp->rcu_onl_gp_seq = rsp->gp_seq;
3567         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3568         rdp->cpu = cpu;
3569         rdp->rsp = rsp;
3570         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3571 }
3572
3573 /*
3574  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3575  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3576  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3577  * CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3578  */
3579 static void
3580 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3581 {
3582         unsigned long flags;
3583         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3584         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3585
3586         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3587         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3588         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3589         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3590         rdp->blimit = blimit;
3591         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3592             !init_nocb_callback_list(rdp))
3593                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3594         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3595         rcu_dynticks_eqs_online();
3596         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3597
3598         /*
3599          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3600          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3601          * of the next grace period.
3602          */
3603         rnp = rdp->mynode;
3604         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3605         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3606         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3607         rdp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq;
3608         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3609         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3610         rdp->core_needs_qs = false;
3611         rdp->rcu_iw_pending = false;
3612         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3613         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3614         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3615 }
3616
3617 /*
3618  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3619  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3620  */
3621 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3622 {
3623         struct rcu_state *rsp;
3624
3625         for_each_rcu_flavor(rsp)
3626                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3627
3628         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3629         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3630
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 /*
3635  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3636  */
3637 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3638 {
3639         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3640
3641         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3642 }
3643
3644 /*
3645  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3646  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3647  */
3648 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3649 {
3650         unsigned long flags;
3651         struct rcu_data *rdp;
3652         struct rcu_node *rnp;
3653         struct rcu_state *rsp;
3654
3655         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3656                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3657                 rnp = rdp->mynode;
3658                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3659                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3660                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3661         }
3662         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3663                 srcu_online_cpu(cpu);
3664         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3665                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3666         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3667         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3668         return 0;
3669 }
3670
3671 /*
3672  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3673  * with pretty much all services enabled.
3674  */
3675 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3676 {
3677         unsigned long flags;
3678         struct rcu_data *rdp;
3679         struct rcu_node *rnp;
3680         struct rcu_state *rsp;
3681
3682         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3683                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3684                 rnp = rdp->mynode;
3685                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3686                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3687                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3688         }
3689
3690         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3691         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3692                 srcu_offline_cpu(cpu);
3693         return 0;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3698  */
3699 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3700 {
3701         struct rcu_state *rsp;
3702
3703         for_each_rcu_flavor(rsp)
3704                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3705         return 0;
3706 }
3707
3708 /*
3709  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3710  */
3711 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3712 {
3713         struct rcu_state *rsp;
3714
3715         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3716                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3717                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3718         }
3719         return 0;
3720 }
3721
3722 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3723
3724 /*
3725  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3726  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3727  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3728  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3729  * will result in lockdep splats.
3730  *
3731  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3732  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3733  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3734  */
3735 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3736 {
3737         unsigned long flags;
3738         unsigned long mask;
3739         int nbits;
3740         unsigned long oldmask;
3741         struct rcu_data *rdp;
3742         struct rcu_node *rnp;
3743         struct rcu_state *rsp;
3744
3745         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3746                 return;
3747
3748         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3749
3750         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3751                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3752                 rnp = rdp->mynode;
3753                 mask = rdp->grpmask;
3754                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3755                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3756                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3757                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3758                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3759                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3760                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3761                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3762                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
3763                 rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
3764                 rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
3765                 if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
3766                         /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
3767                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3768                 } else {
3769                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3770                 }
3771         }
3772         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3773 }
3774
3775 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3776 /*
3777  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3778  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext
3779  * bit masks.
3780  */
3781 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3782 {
3783         unsigned long flags;
3784         unsigned long mask;
3785         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3786         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3787
3788         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3789         mask = rdp->grpmask;
3790         spin_lock(&rsp->ofl_lock);
3791         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3792         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
3793         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
3794         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
3795                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
3796                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
3797                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3798         }
3799         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3800         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3801         spin_unlock(&rsp->ofl_lock);
3802 }
3803
3804 /*
3805  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3806  * the list of CPUs that RCU must track.
3807  *
3808  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3809  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3810  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3811  */
3812 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3813 {
3814         struct rcu_state *rsp;
3815
3816         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3817         preempt_disable();
3818         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3819                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3820         preempt_enable();
3821         for_each_rcu_flavor(rsp)
3822                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3823
3824         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3825 }
3826
3827 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3828 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3829 {
3830         unsigned long flags;
3831         struct rcu_data *my_rdp;
3832         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3833         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3834         bool needwake;
3835
3836         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3837                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3838
3839         local_irq_save(flags);
3840         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3841         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3842                 local_irq_restore(flags);
3843                 return;
3844         }
3845         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3846         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3847         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3848                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3849         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3850         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3851                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3852         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3853         if (needwake)
3854                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3855         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3856                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3857                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3858                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3859                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3860 }
3861
3862 /*
3863  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3864  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3865  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3866  */
3867 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3868 {
3869         struct rcu_state *rsp;
3870
3871         for_each_rcu_flavor(rsp)
3872                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3873 }
3874 #endif
3875
3876 /*
3877  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3878  * and hibernation run faster.
3879  */
3880 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3881                          unsigned long action, void *hcpu)
3882 {
3883         switch (action) {
3884         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3885         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3886                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3887                         rcu_expedite_gp();
3888                 break;
3889         case PM_POST_HIBERNATION:
3890         case PM_POST_SUSPEND:
3891                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3892                         rcu_unexpedite_gp();
3893                 break;
3894         default:
3895                 break;
3896         }
3897         return NOTIFY_OK;
3898 }
3899
3900 /*
3901  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3902  */
3903 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3904 {
3905         unsigned long flags;
3906         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3907         struct rcu_node *rnp;
3908         struct rcu_state *rsp;
3909         struct sched_param sp;
3910         struct task_struct *t;
3911
3912         /* Force priority into range. */
3913         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
3914             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
3915                 kthread_prio = 2;
3916         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3917                 kthread_prio = 1;
3918         else if (kthread_prio < 0)
3919                 kthread_prio = 0;
3920         else if (kthread_prio > 99)
3921                 kthread_prio = 99;
3922
3923         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3924                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3925                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3926
3927         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3928         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3929                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3930                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3931                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3932                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3933                 rsp->gp_kthread = t;
3934                 if (kthread_prio) {
3935                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3936                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3937                 }
3938                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3939                 wake_up_process(t);
3940         }
3941         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3942         rcu_spawn_boost_kthreads();
3943         return 0;
3944 }
3945 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3946
3947 /*
3948  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3949  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3950  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3951  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3952  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3953  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3954  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3955  * runtime RCU functionality.
3956  */
3957 void rcu_scheduler_starting(void)
3958 {
3959         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3960         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3961         rcu_test_sync_prims();
3962         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3963         rcu_test_sync_prims();
3964 }
3965
3966 /*
3967  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3968  */
3969 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3970 {
3971         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3972         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3973         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3974         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3975
3976         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3977         int cpustride = 1;
3978         int i;
3979         int j;
3980         struct rcu_node *rnp;
3981
3982         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3983
3984         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3985         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3986                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3987
3988         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3989
3990         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3991                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3992         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3993
3994         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3995
3996         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3997                 cpustride *= levelspread[i];
3998                 rnp = rsp->level[i];
3999                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4000                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4001                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4002                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4003                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4004                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4005                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4006                         rnp->gp_seq = rsp->gp_seq;
4007                         rnp->gp_seq_needed = rsp->gp_seq;
4008                         rnp->completedqs = rsp->gp_seq;
4009                         rnp->qsmask = 0;
4010                         rnp->qsmaskinit = 0;
4011                         rnp->grplo = j * cpustride;
4012                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4013                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4014                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4015                         if (i == 0) {
4016                                 rnp->grpnum = 0;
4017                                 rnp->grpmask = 0;
4018                                 rnp->parent = NULL;
4019                         } else {
4020                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4021                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4022                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4023                                               j / levelspread[i - 1];
4024                         }
4025                         rnp->level = i;
4026                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4027                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4028                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4029                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4030                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4031                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4032                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4033                 }
4034         }
4035
4036         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4037         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4038         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
4039         for_each_possible_cpu(i) {
4040                 while (i > rnp->grphi)
4041                         rnp++;
4042                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4043                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4044         }
4045         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4046 }
4047
4048 /*
4049  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4050  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4051  * the ->node array in the rcu_state structure.
4052  */
4053 static void __init rcu_init_geometry(void)
4054 {
4055         ulong d;
4056         int i;
4057         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4058
4059         /*
4060          * Initialize any unspecified boot parameters.
4061          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4062          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4063          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4064          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4065          */
4066         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4067         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4068                 jiffies_till_first_fqs = d;
4069         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4070                 jiffies_till_next_fqs = d;
4071
4072         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4073         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4074             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4075                 return;
4076         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4077                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4078
4079         /*
4080          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4081          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4082          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4083          * limit is exceeded.
4084          */
4085         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4086             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4087                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4088                 WARN_ON(1);
4089                 return;
4090         }
4091
4092         /*
4093          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4094          * with the given number of levels.
4095          */
4096         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4097         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4098                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4099
4100         /*
4101          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4102          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4103          */
4104         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4105                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4106                 WARN_ON(1);
4107                 return;
4108         }
4109
4110         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4111         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4112         }
4113         rcu_num_lvls = i + 1;
4114
4115         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4116         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4117                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4118                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4119         }
4120
4121         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4122         rcu_num_nodes = 0;
4123         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4124                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4125 }
4126
4127 /*
4128  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4129  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4130  */
4131 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4132 {
4133         int level = 0;
4134         struct rcu_node *rnp;
4135
4136         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4137         pr_info(" ");
4138         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4139                 if (rnp->level != level) {
4140                         pr_cont("\n");
4141                         pr_info(" ");
4142                         level = rnp->level;
4143                 }
4144                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4145         }
4146         pr_cont("\n");
4147 }
4148
4149 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4150 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4151
4152 void __init rcu_init(void)
4153 {
4154         int cpu;
4155
4156         rcu_early_boot_tests();
4157
4158         rcu_bootup_announce();
4159         rcu_init_geometry();
4160         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4161         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4162         if (dump_tree)
4163                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4164         __rcu_init_preempt();
4165         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4166
4167         /*
4168          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4169          * this is called early in boot, before either interrupts
4170          * or the scheduler are operational.
4171          */
4172         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4173         for_each_online_cpu(cpu) {
4174                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4175                 rcu_cpu_starting(cpu);
4176                 rcutree_online_cpu(cpu);
4177         }
4178
4179         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4180         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4181         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4182         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4183         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4184 }
4185
4186 #include "tree_exp.h"
4187 #include "tree_plugin.h"