GNU Linux-libre 4.14.251-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 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
101         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
102         .abbr = sabbr, \
103         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
104         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
127 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166
167 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
168 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
169 module_param(kthread_prio, int, 0644);
170
171 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
172
173 static int gp_preinit_delay;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
175 static int gp_init_delay;
176 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
177 static int gp_cleanup_delay;
178 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
179
180 /*
181  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
182  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
183  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
184  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
185  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
186  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
187  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
188  */
189 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
190
191 /*
192  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
193  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
194  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
195  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
196  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
197  * These variables enable correlating rcutorture output with the
198  * RCU tracing information.
199  */
200 unsigned long rcutorture_testseq;
201 unsigned long rcutorture_vernum;
202
203 /*
204  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
205  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
206  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
207  * in most contexts.
208  */
209 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
210 {
211         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
212 }
213
214 /*
215  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
216  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
217  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
218  */
219 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
220 {
221         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
222 }
223
224 /*
225  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
226  * how many quiescent states passed, just if there was at least
227  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
228  * The caller must have disabled preemption.
229  */
230 void rcu_sched_qs(void)
231 {
232         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
233         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
234                 return;
235         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
236                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
237                                TPS("cpuqs"));
238         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
239         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
240                 return;
241         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
242         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
243                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
244 }
245
246 void rcu_bh_qs(void)
247 {
248         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
249         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
250                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
251                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
252                                        TPS("cpuqs"));
253                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
254         }
255 }
256
257 /*
258  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
259  * control.  Initially this is for TLB flushing.
260  */
261 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
263 #ifndef rcu_eqs_special_exit
264 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
265 #endif
266
267 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
268         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
269         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
270 };
271
272 /*
273  * There's a few places, currently just in the tracing infrastructure,
274  * that uses rcu_irq_enter() to make sure RCU is watching. But there's
275  * a small location where that will not even work. In those cases
276  * rcu_irq_enter_disabled() needs to be checked to make sure rcu_irq_enter()
277  * can be called.
278  */
279 static DEFINE_PER_CPU(bool, disable_rcu_irq_enter);
280
281 bool rcu_irq_enter_disabled(void)
282 {
283         return this_cpu_read(disable_rcu_irq_enter);
284 }
285
286 /*
287  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
288  * called when not already in an extended quiescent state.
289  */
290 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
291 {
292         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
293         int seq;
294
295         /*
296          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
297          * critical sections, and we also must force ordering with the
298          * next idle sojourn.
299          */
300         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
301         /* Better be in an extended quiescent state! */
302         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
303                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
304         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
305         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
306                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
307 }
308
309 /*
310  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
311  * called from an extended quiescent state.
312  */
313 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
314 {
315         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
316         int seq;
317
318         /*
319          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
320          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
321          * critical section.
322          */
323         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
324         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
325                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
326         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
327                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
328                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
329                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
330                 rcu_eqs_special_exit();
331         }
332 }
333
334 /*
335  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
336  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
337  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
338  * to the next non-quiescent value.
339  *
340  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
341  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
342  * or when the corresponding CPU is offline.
343  */
344 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
345 {
346         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
347
348         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
349                 return;
350         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
351 }
352
353 /*
354  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
355  *
356  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
357  */
358 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
359 {
360         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
361
362         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
363 }
364
365 /*
366  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
367  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
368  */
369 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
370 {
371         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
372
373         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
374 }
375
376 /*
377  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
378  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
379  */
380 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
381 {
382         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
383 }
384
385 /*
386  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
387  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
388  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
389  */
390 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
391 {
392         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
393 }
394
395 /*
396  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
397  * momentary idle-CPU quiescent state.
398  */
399 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
400 {
401         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
402         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
403                                         &rdtp->dynticks);
404
405         /* It is illegal to call this from idle state. */
406         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
407 }
408
409 /*
410  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
411  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
412  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
413  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
414  * an extended quiescent state.
415  */
416 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
417 {
418         int old;
419         int new;
420         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
421
422         do {
423                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
424                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
425                         return false;
426                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
427         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
428         return true;
429 }
430
431 /*
432  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
433  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
434  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
435  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
436  * this CPU might (or might not) do in the near future.
437  *
438  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
439  *
440  * The caller must have disabled interrupts.
441  */
442 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
443 {
444         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
445         rcu_dynticks_momentary_idle();
446 }
447
448 /*
449  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
450  * and requires special handling for preemptible RCU.
451  * The caller must have disabled interrupts.
452  */
453 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
454 {
455         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
456         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
457         rcu_sched_qs();
458         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
459         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
460         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
461                 goto out;
462         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
463         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
464                 rcu_momentary_dyntick_idle();
465         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
466         if (!preempt)
467                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
468 out:
469         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
470         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
471 }
472 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
473
474 /*
475  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
476  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
477  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
478  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
479  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
480  * all RCU flavors.
481  *
482  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
483  * called externally, but just in case this is called from within this
484  * file.
485  *
486  */
487 void rcu_all_qs(void)
488 {
489         unsigned long flags;
490
491         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
492                 return;
493         preempt_disable();
494         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
495         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
496                 preempt_enable();
497                 return;
498         }
499         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
500         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
501         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
502                 local_irq_save(flags);
503                 rcu_momentary_dyntick_idle();
504                 local_irq_restore(flags);
505         }
506         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
507                 rcu_sched_qs();
508         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
509         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
510         preempt_enable();
511 }
512 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
513
514 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
515 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
516 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
517 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
518 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
519 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
520
521 module_param(blimit, long, 0444);
522 module_param(qhimark, long, 0444);
523 module_param(qlowmark, long, 0444);
524
525 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
526 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
527 static bool rcu_kick_kthreads;
528
529 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
530 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
531 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
532
533 /*
534  * How long the grace period must be before we start recruiting
535  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
536  */
537 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
538 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
539
540 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
541                                   struct rcu_data *rdp);
542 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
543 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
544 static int rcu_pending(void);
545
546 /*
547  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
548  */
549 unsigned long rcu_batches_started(void)
550 {
551         return rcu_state_p->gpnum;
552 }
553 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
554
555 /*
556  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
557  */
558 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
559 {
560         return rcu_sched_state.gpnum;
561 }
562 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
563
564 /*
565  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
566  */
567 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
568 {
569         return rcu_bh_state.gpnum;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
572
573 /*
574  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
575  */
576 unsigned long rcu_batches_completed(void)
577 {
578         return rcu_state_p->completed;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
581
582 /*
583  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
584  */
585 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
586 {
587         return rcu_sched_state.completed;
588 }
589 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
590
591 /*
592  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
593  */
594 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
595 {
596         return rcu_bh_state.completed;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
599
600 /*
601  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
602  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
603  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
604  * the cumulative batches since boot.
605  */
606 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
607 {
608         return rcu_state_p->expedited_sequence;
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
611
612 /*
613  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
614  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
615  */
616 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
617 {
618         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
619 }
620 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
621
622 /*
623  * Force a quiescent state.
624  */
625 void rcu_force_quiescent_state(void)
626 {
627         force_quiescent_state(rcu_state_p);
628 }
629 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
630
631 /*
632  * Force a quiescent state for RCU BH.
633  */
634 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
635 {
636         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
637 }
638 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
639
640 /*
641  * Force a quiescent state for RCU-sched.
642  */
643 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
644 {
645         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
646 }
647 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
648
649 /*
650  * Show the state of the grace-period kthreads.
651  */
652 void show_rcu_gp_kthreads(void)
653 {
654         struct rcu_state *rsp;
655
656         for_each_rcu_flavor(rsp) {
657                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
658                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
659                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
660         }
661 }
662 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
663
664 /*
665  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
666  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
667  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
668  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
669  * store this state in rcutorture itself.
670  */
671 void rcutorture_record_test_transition(void)
672 {
673         rcutorture_testseq++;
674         rcutorture_vernum = 0;
675 }
676 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
677
678 /*
679  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
680  */
681 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
682                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
683 {
684         struct rcu_state *rsp = NULL;
685
686         switch (test_type) {
687         case RCU_FLAVOR:
688                 rsp = rcu_state_p;
689                 break;
690         case RCU_BH_FLAVOR:
691                 rsp = &rcu_bh_state;
692                 break;
693         case RCU_SCHED_FLAVOR:
694                 rsp = &rcu_sched_state;
695                 break;
696         default:
697                 break;
698         }
699         if (rsp == NULL)
700                 return;
701         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
702         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
703         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
704 }
705 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
706
707 /*
708  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
709  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
710  * messages.
711  */
712 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
713 {
714         rcutorture_vernum++;
715 }
716 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
717
718 /*
719  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
720  */
721 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
722 {
723         return &rsp->node[0];
724 }
725
726 /*
727  * Is there any need for future grace periods?
728  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
729  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
730  */
731 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
732 {
733         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
734         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
735         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
736
737         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_future_needs_gp() invoked with irqs enabled!!!");
738         return READ_ONCE(*fp);
739 }
740
741 /*
742  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
743  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
744  * normal callback registry.
745  */
746 static bool
747 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
748 {
749         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "cpu_needs_another_gp() invoked with irqs enabled!!!");
750         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
751                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
752         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
753                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
754         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
755                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
756         if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
757                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
758         if (rcu_segcblist_future_gp_needed(&rdp->cblist,
759                                            READ_ONCE(rsp->completed)))
760                 return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
761         return false; /* No grace period needed. */
762 }
763
764 /*
765  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is entering an extended quiescent state
766  *
767  * Enter idle, doing appropriate accounting.  The caller must have
768  * disabled interrupts.
769  */
770 static void rcu_eqs_enter_common(bool user)
771 {
772         struct rcu_state *rsp;
773         struct rcu_data *rdp;
774         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
775
776         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_eqs_enter_common() invoked with irqs enabled!!!");
777         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
778         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
779             !user && !is_idle_task(current)) {
780                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
781                         idle_task(smp_processor_id());
782
783                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), rdtp->dynticks_nesting, 0);
784                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
785                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
786                           current->pid, current->comm,
787                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
788         }
789         for_each_rcu_flavor(rsp) {
790                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
791                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
792         }
793         rcu_prepare_for_idle();
794         __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
795         rdtp->dynticks_nesting = 0; /* Breaks tracing momentarily. */
796         rcu_dynticks_eqs_enter(); /* After this, tracing works again. */
797         __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
798         rcu_dynticks_task_enter();
799
800         /*
801          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
802          * in an RCU read-side critical section.
803          */
804         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
805                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
806         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
807                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
808         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
809                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
810 }
811
812 /*
813  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
814  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
815  */
816 static void rcu_eqs_enter(bool user)
817 {
818         struct rcu_dynticks *rdtp;
819
820         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
821         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
822                      (rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
823         if ((rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
824                 rcu_eqs_enter_common(user);
825         else
826                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
827 }
828
829 /**
830  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
831  *
832  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
833  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
834  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
835  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
836  *
837  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
838  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
839  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
840  */
841 void rcu_idle_enter(void)
842 {
843         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_idle_enter() invoked with irqs enabled!!!");
844         rcu_eqs_enter(false);
845 }
846
847 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
848 /**
849  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
850  *
851  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
852  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
853  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
854  * when the CPU runs in userspace.
855  */
856 void rcu_user_enter(void)
857 {
858         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_user_enter() invoked with irqs enabled!!!");
859         rcu_eqs_enter(true);
860 }
861 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
862
863 /**
864  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
865  *
866  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
867  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
868  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
869  *
870  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
871  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
872  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
873  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
874  *
875  * Use things like work queues to work around this limitation.
876  *
877  * You have been warned.
878  */
879 void rcu_irq_exit(void)
880 {
881         struct rcu_dynticks *rdtp;
882
883         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
884         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
885
886         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
887         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting)
888                 return;
889
890         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
891                      rdtp->dynticks_nesting < 1);
892         if (rdtp->dynticks_nesting <= 1) {
893                 rcu_eqs_enter_common(true);
894         } else {
895                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nesting - 1);
896                 rdtp->dynticks_nesting--;
897         }
898 }
899
900 /*
901  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
902  */
903 void rcu_irq_exit_irqson(void)
904 {
905         unsigned long flags;
906
907         local_irq_save(flags);
908         rcu_irq_exit();
909         local_irq_restore(flags);
910 }
911
912 /*
913  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
914  *
915  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
916  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
917  * The caller must have disabled interrupts.
918  */
919 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
920 {
921         RCU_TRACE(struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);)
922
923         rcu_dynticks_task_exit();
924         rcu_dynticks_eqs_exit();
925         rcu_cleanup_after_idle();
926         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
927         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
928             !user && !is_idle_task(current)) {
929                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
930                         idle_task(smp_processor_id());
931
932                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
933                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
934                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
935                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
936                           current->pid, current->comm,
937                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
938         }
939 }
940
941 /*
942  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
943  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
944  */
945 static void rcu_eqs_exit(bool user)
946 {
947         struct rcu_dynticks *rdtp;
948         long long oldval;
949
950         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_eqs_exit() invoked with irqs enabled!!!");
951         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
952         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
953         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
954         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
955                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
956         } else {
957                 __this_cpu_inc(disable_rcu_irq_enter);
958                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
959                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
960                 __this_cpu_dec(disable_rcu_irq_enter);
961         }
962 }
963
964 /**
965  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
966  *
967  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
968  * read-side critical sections can occur.
969  *
970  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
971  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
972  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
973  * now starting.
974  */
975 void rcu_idle_exit(void)
976 {
977         unsigned long flags;
978
979         local_irq_save(flags);
980         rcu_eqs_exit(false);
981         local_irq_restore(flags);
982 }
983
984 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
985 /**
986  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
987  *
988  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
989  * run a RCU read side critical section anytime.
990  */
991 void rcu_user_exit(void)
992 {
993         rcu_eqs_exit(1);
994 }
995 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
996
997 /**
998  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
999  *
1000  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1001  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1002  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1003  *
1004  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1005  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
1006  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
1007  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
1008  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
1009  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
1010  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
1011  *
1012  * Use things like work queues to work around this limitation.
1013  *
1014  * You have been warned.
1015  */
1016 void rcu_irq_enter(void)
1017 {
1018         struct rcu_dynticks *rdtp;
1019         long long oldval;
1020
1021         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
1022         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1023
1024         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
1025         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting)
1026                 return;
1027
1028         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
1029         rdtp->dynticks_nesting++;
1030         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
1031                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
1032         if (oldval)
1033                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
1034         else
1035                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1040  */
1041 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1042 {
1043         unsigned long flags;
1044
1045         local_irq_save(flags);
1046         rcu_irq_enter();
1047         local_irq_restore(flags);
1048 }
1049
1050 /**
1051  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1052  *
1053  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
1054  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1055  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1056  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1057  * run out of stack space first.)
1058  */
1059 void rcu_nmi_enter(void)
1060 {
1061         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1062         int incby = 2;
1063
1064         /* Complain about underflow. */
1065         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1066
1067         /*
1068          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1069          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1070          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1071          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1072          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1073          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1074          */
1075         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1076                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1077                 incby = 1;
1078         }
1079         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1080         barrier();
1081 }
1082
1083 /**
1084  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1085  *
1086  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1087  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1088  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1089  * being RCU-idle.
1090  */
1091 void rcu_nmi_exit(void)
1092 {
1093         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1094
1095         /*
1096          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1097          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1098          * to us!)
1099          */
1100         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1101         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
1102
1103         /*
1104          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1105          * leave it in non-RCU-idle state.
1106          */
1107         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1108                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1109                 return;
1110         }
1111
1112         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1113         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1114         rcu_dynticks_eqs_enter();
1115 }
1116
1117 /**
1118  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1119  *
1120  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1121  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1122  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1123  * or NMI handler, return true.
1124  */
1125 bool notrace rcu_is_watching(void)
1126 {
1127         bool ret;
1128
1129         preempt_disable_notrace();
1130         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1131         preempt_enable_notrace();
1132         return ret;
1133 }
1134 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1135
1136 /*
1137  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1138  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1139  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1140  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1141  * time around this task will generate another request.
1142  */
1143 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1144 {
1145         int cpu;
1146
1147         barrier();
1148         cpu = task_cpu(t);
1149         if (!task_curr(t))
1150                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1151         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1152 }
1153
1154 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1155
1156 /*
1157  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1158  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1159  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1160  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1161  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1162  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1163  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1164  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1165  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1166  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1167  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1168  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1169  * of the CPU.
1170  *
1171  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1172  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1173  *
1174  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1175  * errors from NMI handlers anyway.
1176  */
1177 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1178 {
1179         struct rcu_data *rdp;
1180         struct rcu_node *rnp;
1181         bool ret;
1182
1183         if (in_nmi())
1184                 return true;
1185         preempt_disable();
1186         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1187         rnp = rdp->mynode;
1188         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1189               !rcu_scheduler_fully_active;
1190         preempt_enable();
1191         return ret;
1192 }
1193 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1194
1195 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1196
1197 /**
1198  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1199  *
1200  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1201  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1202  * disabled preemption.
1203  */
1204 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1205 {
1206         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1211  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1212  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1213  */
1214 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1215 {
1216         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1217         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1218                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1219                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1220                                  rdp->mynode->gpnum))
1221                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1222                 return 1;
1223         }
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1229  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1230  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1231  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1232  */
1233 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1234 {
1235         unsigned long jtsq;
1236         bool *rnhqp;
1237         bool *ruqp;
1238         unsigned long rjtsc;
1239         struct rcu_node *rnp;
1240
1241         /*
1242          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1243          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1244          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1245          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1246          * read-side critical section that started before the beginning
1247          * of the current RCU grace period.
1248          */
1249         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1250                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1251                 rdp->dynticks_fqs++;
1252                 return 1;
1253         }
1254
1255         /* Compute and saturate jiffies_till_sched_qs. */
1256         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1257         rjtsc = rcu_jiffies_till_stall_check();
1258         if (jtsq > rjtsc / 2) {
1259                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, rjtsc);
1260                 jtsq = rjtsc / 2;
1261         } else if (jtsq < 1) {
1262                 WRITE_ONCE(jiffies_till_sched_qs, 1);
1263                 jtsq = 1;
1264         }
1265
1266         /*
1267          * Has this CPU encountered a cond_resched_rcu_qs() since the
1268          * beginning of the grace period?  For this to be the case,
1269          * the CPU has to have noticed the current grace period.  This
1270          * might not be the case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1271          */
1272         rnp = rdp->mynode;
1273         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1274         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1275             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1276             READ_ONCE(rdp->gpnum) == rnp->gpnum && !rdp->gpwrap) {
1277                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1278                 return 1;
1279         } else {
1280                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1281                 smp_store_release(ruqp, true);
1282         }
1283
1284         /* Check for the CPU being offline. */
1285         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1286                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1287                 rdp->offline_fqs++;
1288                 return 1;
1289         }
1290
1291         /*
1292          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1293          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1294          * even context-switching back and forth between a pair of
1295          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1296          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1297          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1298          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1299          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1300          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1301          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1302          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1303          * there are at most four threads involved, and because the
1304          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1305          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1306          * quite low.
1307          *
1308          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1309          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1310          * warning delay.
1311          */
1312         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1313         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1314             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1315              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1316                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1317                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1318                 smp_store_release(ruqp, true);
1319                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1320         }
1321
1322         /*
1323          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do
1324          * a resched_cpu() to try to loosen things up a bit.
1325          */
1326         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2)
1327                 resched_cpu(rdp->cpu);
1328
1329         return 0;
1330 }
1331
1332 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1333 {
1334         unsigned long j = jiffies;
1335         unsigned long j1;
1336
1337         rsp->gp_start = j;
1338         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1339         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1340         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1341         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1342         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1347  */
1348 static const char *gp_state_getname(short gs)
1349 {
1350         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1351                 return "???";
1352         return gp_state_names[gs];
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1357  */
1358 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1359 {
1360         unsigned long gpa;
1361         unsigned long j;
1362
1363         j = jiffies;
1364         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1365         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1366                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1367                        rsp->name, j - gpa,
1368                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1369                        rsp->gp_flags,
1370                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1371                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1372                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1373                 if (rsp->gp_kthread) {
1374                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1375                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1376                 }
1377         }
1378 }
1379
1380 /*
1381  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1382  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1383  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1384  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1385  */
1386 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1387 {
1388         int cpu;
1389         unsigned long flags;
1390         struct rcu_node *rnp;
1391
1392         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1393                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1394                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1395                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1396                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1397                                         dump_cpu_task(cpu);
1398                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1399         }
1400 }
1401
1402 /*
1403  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1404  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1405  */
1406 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1407 {
1408         unsigned long j;
1409
1410         if (!rcu_kick_kthreads)
1411                 return;
1412         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1413         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1414             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1415                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1416                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1417                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1418                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1419         }
1420 }
1421
1422 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1423 {
1424         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1425                 panic("RCU Stall\n");
1426 }
1427
1428 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1429 {
1430         int cpu;
1431         long delta;
1432         unsigned long flags;
1433         unsigned long gpa;
1434         unsigned long j;
1435         int ndetected = 0;
1436         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1437         long totqlen = 0;
1438
1439         /* Kick and suppress, if so configured. */
1440         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1441         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1442                 return;
1443
1444         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1445
1446         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1447         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1448         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1449                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1450                 return;
1451         }
1452         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1453                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1454         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1455
1456         /*
1457          * OK, time to rat on our buddy...
1458          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1459          * RCU CPU stall warnings.
1460          */
1461         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1462                rsp->name);
1463         print_cpu_stall_info_begin();
1464         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1465                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1466                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1467                 if (rnp->qsmask != 0) {
1468                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1469                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1470                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1471                                         ndetected++;
1472                                 }
1473                 }
1474                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1475         }
1476
1477         print_cpu_stall_info_end();
1478         for_each_possible_cpu(cpu)
1479                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1480                                                             cpu)->cblist);
1481         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1482                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1483                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1484         if (ndetected) {
1485                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1486
1487                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1488                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1489         } else {
1490                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1491                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1492                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1493                 } else {
1494                         j = jiffies;
1495                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1496                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1497                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1498                                jiffies_till_next_fqs,
1499                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1500                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1501                         sched_show_task(current);
1502                 }
1503         }
1504
1505         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1506
1507         panic_on_rcu_stall();
1508
1509         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1510 }
1511
1512 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1513 {
1514         int cpu;
1515         unsigned long flags;
1516         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1517         long totqlen = 0;
1518
1519         /* Kick and suppress, if so configured. */
1520         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1521         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1522                 return;
1523
1524         /*
1525          * OK, time to rat on ourselves...
1526          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1527          * RCU CPU stall warnings.
1528          */
1529         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1530         print_cpu_stall_info_begin();
1531         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1532         print_cpu_stall_info_end();
1533         for_each_possible_cpu(cpu)
1534                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1535                                                             cpu)->cblist);
1536         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1537                 jiffies - rsp->gp_start,
1538                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1539
1540         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1541
1542         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1543
1544         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1545         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1546                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1547                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1548         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1549
1550         panic_on_rcu_stall();
1551
1552         /*
1553          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1554          *
1555          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1556          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1557          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1558          */
1559         resched_cpu(smp_processor_id());
1560 }
1561
1562 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1563 {
1564         unsigned long completed;
1565         unsigned long gpnum;
1566         unsigned long gps;
1567         unsigned long j;
1568         unsigned long js;
1569         struct rcu_node *rnp;
1570
1571         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1572             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1573                 return;
1574         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1575         j = jiffies;
1576
1577         /*
1578          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1579          *
1580          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1581          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1582          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1583          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1584          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1585          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1586          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1587          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1588          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1589          * from rsp->gpnum.
1590          *
1591          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1592          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1593          */
1594         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1595         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1596         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1597         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1598         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1599         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1600         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1601         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1602             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1603             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1604                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1605         rnp = rdp->mynode;
1606         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1607             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1608
1609                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1610                 print_cpu_stall(rsp);
1611
1612         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1613                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1614
1615                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1616                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1617         }
1618 }
1619
1620 /**
1621  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1622  *
1623  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1624  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1625  * RCU grace periods.
1626  *
1627  * The caller must disable hard irqs.
1628  */
1629 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1630 {
1631         struct rcu_state *rsp;
1632
1633         for_each_rcu_flavor(rsp)
1634                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1639  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1640  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1641  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1642  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1643  *
1644  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1645  */
1646 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1647                                        struct rcu_node *rnp)
1648 {
1649         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1650
1651         /*
1652          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1653          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1654          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1655          * period might have started, but just not yet gotten around
1656          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1657          */
1658         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1659                 return rnp->completed + 1;
1660
1661         /*
1662          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1663          * then the subsequent full grace period.
1664          */
1665         return rnp->completed + 2;
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1670  * rcu_nocb_wait_gp().
1671  */
1672 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1673                                 unsigned long c, const char *s)
1674 {
1675         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1676                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1677                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1678 }
1679
1680 /*
1681  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1682  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1683  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1684  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1685  *
1686  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1687  */
1688 static bool __maybe_unused
1689 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1690                     unsigned long *c_out)
1691 {
1692         unsigned long c;
1693         bool ret = false;
1694         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1695
1696         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1697
1698         /*
1699          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1700          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1701          */
1702         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1703         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1704         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1705                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1706                 goto out;
1707         }
1708
1709         /*
1710          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1711          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1712          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1713          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1714          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1715          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1716          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1717          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1718          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1719          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1720          * doing some extra useless work.
1721          */
1722         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1723             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1724                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1725                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1726                 goto out;
1727         }
1728
1729         /*
1730          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1731          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1732          * start one (if needed).
1733          */
1734         if (rnp != rnp_root)
1735                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1736
1737         /*
1738          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1739          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1740          * earlier.  Adjust callbacks as needed.
1741          */
1742         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1743         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1744                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1745
1746         /*
1747          * If the needed for the required grace period is already
1748          * recorded, trace and leave.
1749          */
1750         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1751                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1752                 goto unlock_out;
1753         }
1754
1755         /* Record the need for the future grace period. */
1756         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1757
1758         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1759         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1760                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1761         } else {
1762                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1763                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1764         }
1765 unlock_out:
1766         if (rnp != rnp_root)
1767                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1768 out:
1769         if (c_out != NULL)
1770                 *c_out = c;
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1776  * whether any additional grace periods have been requested.
1777  */
1778 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1779 {
1780         int c = rnp->completed;
1781         int needmore;
1782         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1783
1784         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1785         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1786         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1787                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1788         return needmore;
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in
1793  * an interrupt or softirq handler), and don't bother awakening when there
1794  * is nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs raced
1795  * to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken a kthread that
1796  * has not yet been created.  If all those checks are passed, track some
1797  * debug information and awaken.
1798  *
1799  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1800  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1801  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1802  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1803  * is required, and is therefore supplied.
1804  */
1805 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1806 {
1807         if ((current == rsp->gp_kthread &&
1808              !in_interrupt() && !in_serving_softirq()) ||
1809             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1810             !rsp->gp_kthread)
1811                 return;
1812         swake_up(&rsp->gp_wq);
1813 }
1814
1815 /*
1816  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1817  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1818  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1819  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1820  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1821  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1822  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1823  * awaken the RCU grace-period kthread.
1824  *
1825  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1826  */
1827 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1828                                struct rcu_data *rdp)
1829 {
1830         bool ret = false;
1831
1832         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1833
1834         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1835         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1836                 return false;
1837
1838         /*
1839          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1840          * information.  Something about the fact that getting exact
1841          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1842          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1843          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1844          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1845          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1846          * number.
1847          */
1848         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, rcu_cbs_completed(rsp, rnp)))
1849                 ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1850
1851         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1852         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1853                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1854         else
1855                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1856         return ret;
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1861  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1862  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1863  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1864  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1865  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1866  *
1867  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1868  */
1869 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1870                             struct rcu_data *rdp)
1871 {
1872         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1873
1874         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1875         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1876                 return false;
1877
1878         /*
1879          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1880          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1881          */
1882         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->completed);
1883
1884         /* Classify any remaining callbacks. */
1885         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1890  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1891  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1892  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1893  */
1894 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1895                               struct rcu_data *rdp)
1896 {
1897         bool ret;
1898         bool need_gp;
1899
1900         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1901
1902         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1903         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1904             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1905
1906                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1907                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1908
1909         } else {
1910
1911                 /* Advance callbacks. */
1912                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1913
1914                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1915                 rdp->completed = rnp->completed;
1916                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1917         }
1918
1919         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1920                 /*
1921                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1922                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1923                  * go looking for one.
1924                  */
1925                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1926                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1927                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1928                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1929                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1930                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1931                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1932                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1933         }
1934         return ret;
1935 }
1936
1937 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1938 {
1939         unsigned long flags;
1940         bool needwake;
1941         struct rcu_node *rnp;
1942
1943         local_irq_save(flags);
1944         rnp = rdp->mynode;
1945         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1946              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1947              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1948             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1949                 local_irq_restore(flags);
1950                 return;
1951         }
1952         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1953         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1954         if (needwake)
1955                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1956 }
1957
1958 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1959 {
1960         if (delay > 0 &&
1961             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1962                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1967  */
1968 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1969 {
1970         unsigned long oldmask;
1971         struct rcu_data *rdp;
1972         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1973
1974         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1975         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1976         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1977                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1978                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1979                 return false;
1980         }
1981         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1982
1983         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1984                 /*
1985                  * Grace period already in progress, don't start another.
1986                  * Not supposed to be able to happen.
1987                  */
1988                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1989                 return false;
1990         }
1991
1992         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1993         record_gp_stall_check_time(rsp);
1994         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1995         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1996         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1997         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1998
1999         /*
2000          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
2001          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
2002          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
2003          * will handle subsequent offline CPUs.
2004          */
2005         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2006                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
2007                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2008                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
2009                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
2010                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
2011                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2012                         continue;
2013                 }
2014
2015                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
2016                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
2017                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
2018
2019                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
2020                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
2021                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
2022                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
2023                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
2024                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
2025                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
2026                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2027                 }
2028
2029                 /*
2030                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2031                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2032                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2033                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2034                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2035                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2036                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2037                  */
2038                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2039                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2040                      rnp->qsmaskinit)) {
2041                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2042                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2043                 }
2044
2045                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2046         }
2047
2048         /*
2049          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2050          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2051          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2052          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2053          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2054          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2055          * leaf node has been initialized.
2056          *
2057          * The grace period cannot complete until the initialization
2058          * process finishes, because this kthread handles both.
2059          */
2060         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2061                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2062                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2063                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2064                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2065                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2066                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2067                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2068                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2069                 if (rnp == rdp->mynode)
2070                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2071                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2072                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2073                                             rnp->level, rnp->grplo,
2074                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2075                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2076                 cond_resched_rcu_qs();
2077                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2078         }
2079
2080         return true;
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
2085  * time.
2086  */
2087 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2088 {
2089         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2090
2091         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2092         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2093         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2094                 return true;
2095
2096         /* The current grace period has completed. */
2097         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2098                 return true;
2099
2100         return false;
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Do one round of quiescent-state forcing.
2105  */
2106 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2107 {
2108         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2109
2110         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2111         rsp->n_force_qs++;
2112         if (first_time) {
2113                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2114                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
2115         } else {
2116                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2117                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
2118         }
2119         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2120         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2121                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2122                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2123                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2124                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2125         }
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Clean up after the old grace period.
2130  */
2131 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2132 {
2133         unsigned long gp_duration;
2134         bool needgp = false;
2135         int nocb = 0;
2136         struct rcu_data *rdp;
2137         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2138         struct swait_queue_head *sq;
2139
2140         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2141         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2142         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2143         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2144                 rsp->gp_max = gp_duration;
2145
2146         /*
2147          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2148          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2149          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2150          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2151          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2152          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2153          */
2154         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2155
2156         /*
2157          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2158          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2159          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2160          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2161          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2162          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2163          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2164          */
2165         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2166                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2167                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2168                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2169                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2170                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2171                 if (rnp == rdp->mynode)
2172                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2173                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2174                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2175                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2176                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2177                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2178                 cond_resched_rcu_qs();
2179                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2180                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2181         }
2182         rnp = rcu_get_root(rsp);
2183         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2184         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2185
2186         /* Declare grace period done. */
2187         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2188         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2189         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2190         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2191         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2192         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2193         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2194                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2195                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2196                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2197                                        TPS("newreq"));
2198         }
2199         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Body of kthread that handles grace periods.
2204  */
2205 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2206 {
2207         bool first_gp_fqs;
2208         int gf;
2209         unsigned long j;
2210         int ret;
2211         struct rcu_state *rsp = arg;
2212         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2213
2214         rcu_bind_gp_kthread();
2215         for (;;) {
2216
2217                 /* Handle grace-period start. */
2218                 for (;;) {
2219                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2220                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2221                                                TPS("reqwait"));
2222                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2223                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2224                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2225                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2226                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2227                         if (rcu_gp_init(rsp))
2228                                 break;
2229                         cond_resched_rcu_qs();
2230                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2231                         WARN_ON(signal_pending(current));
2232                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2233                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2234                                                TPS("reqwaitsig"));
2235                 }
2236
2237                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2238                 first_gp_fqs = true;
2239                 j = jiffies_till_first_fqs;
2240                 if (j > HZ) {
2241                         j = HZ;
2242                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2243                 }
2244                 ret = 0;
2245                 for (;;) {
2246                         if (!ret) {
2247                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2248                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2249                                            jiffies + 3 * j);
2250                         }
2251                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2252                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2253                                                TPS("fqswait"));
2254                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2255                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2256                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2257                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2258                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2259                         /* If grace period done, leave loop. */
2260                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2261                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2262                                 break;
2263                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2264                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2265                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2266                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2267                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2268                                                        TPS("fqsstart"));
2269                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2270                                 first_gp_fqs = false;
2271                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2272                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2273                                                        TPS("fqsend"));
2274                                 cond_resched_rcu_qs();
2275                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2276                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2277                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2278                                 if (j > HZ) {
2279                                         j = HZ;
2280                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2281                                 } else if (j < 1) {
2282                                         j = 1;
2283                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2284                                 }
2285                         } else {
2286                                 /* Deal with stray signal. */
2287                                 cond_resched_rcu_qs();
2288                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2289                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2290                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2291                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2292                                                        TPS("fqswaitsig"));
2293                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2294                                 j = jiffies;
2295                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2296                                         j = 1;
2297                                 else
2298                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2299                         }
2300                 }
2301
2302                 /* Handle grace-period end. */
2303                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2304                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2305                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2306         }
2307 }
2308
2309 /*
2310  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2311  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2312  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2313  *
2314  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2315  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2316  * quiescent state.
2317  *
2318  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2319  */
2320 static bool
2321 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2322                       struct rcu_data *rdp)
2323 {
2324         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2325         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2326                 /*
2327                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2328                  * task, this CPU does not need another grace period,
2329                  * or a grace period is already in progress.
2330                  * Either way, don't start a new grace period.
2331                  */
2332                 return false;
2333         }
2334         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2335         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2336                                TPS("newreq"));
2337
2338         /*
2339          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2340          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2341          * the wakeup to our caller.
2342          */
2343         return true;
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2348  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2349  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2350  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2351  * that is encountered beforehand.
2352  *
2353  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2354  */
2355 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2356 {
2357         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2358         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2359         bool ret = false;
2360
2361         /*
2362          * If there is no grace period in progress right now, any
2363          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2364          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2365          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2366          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2367          * then start the grace period!
2368          */
2369         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2370         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2371         return ret;
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2376  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2377  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2378  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2379  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2380  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2381  * which is released before return.
2382  */
2383 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2384         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2385 {
2386         lockdep_assert_held(&rcu_get_root(rsp)->lock);
2387         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2388         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2389         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2390         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2395  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2396  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2397  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2398  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2399  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2400  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2401  * must be held upon entry, and it is released before return.
2402  */
2403 static void
2404 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2405                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2406         __releases(rnp->lock)
2407 {
2408         unsigned long oldmask = 0;
2409         struct rcu_node *rnp_c;
2410
2411         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2412
2413         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2414         for (;;) {
2415                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2416
2417                         /*
2418                          * Our bit has already been cleared, or the
2419                          * relevant grace period is already over, so done.
2420                          */
2421                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2422                         return;
2423                 }
2424                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2425                 WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1 &&
2426                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2427                 rnp->qsmask &= ~mask;
2428                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2429                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2430                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2431                                                  !!rnp->gp_tasks);
2432                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2433
2434                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2435                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2436                         return;
2437                 }
2438                 mask = rnp->grpmask;
2439                 if (rnp->parent == NULL) {
2440
2441                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2442
2443                         break;
2444                 }
2445                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2446                 rnp_c = rnp;
2447                 rnp = rnp->parent;
2448                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2449                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2450         }
2451
2452         /*
2453          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2454          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2455          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2456          */
2457         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2462  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2463  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2464  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2465  * disabled.
2466  */
2467 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2468                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2469         __releases(rnp->lock)
2470 {
2471         unsigned long gps;
2472         unsigned long mask;
2473         struct rcu_node *rnp_p;
2474
2475         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2476         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2477             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2478                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2479                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2480         }
2481
2482         rnp_p = rnp->parent;
2483         if (rnp_p == NULL) {
2484                 /*
2485                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2486                  * try to report up to its nonexistent parent!
2487                  */
2488                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2489                 return;
2490         }
2491
2492         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2493         gps = rnp->gpnum;
2494         mask = rnp->grpmask;
2495         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2496         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2497         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2502  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2503  */
2504 static void
2505 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2506 {
2507         unsigned long flags;
2508         unsigned long mask;
2509         bool needwake;
2510         struct rcu_node *rnp;
2511
2512         rnp = rdp->mynode;
2513         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2514         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2515             rnp->completed == rnp->gpnum || rdp->gpwrap) {
2516
2517                 /*
2518                  * The grace period in which this quiescent state was
2519                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2520                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2521                  * within the current grace period.
2522                  */
2523                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2524                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2525                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2526                 return;
2527         }
2528         mask = rdp->grpmask;
2529         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2530                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2531         } else {
2532                 rdp->core_needs_qs = false;
2533
2534                 /*
2535                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2536                  * callbacks can be processed during the next GP.
2537                  */
2538                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2539
2540                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2541                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2542                 if (needwake)
2543                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2544         }
2545 }
2546
2547 /*
2548  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2549  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2550  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2551  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2552  */
2553 static void
2554 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2555 {
2556         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2557         note_gp_changes(rsp, rdp);
2558
2559         /*
2560          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2561          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2562          */
2563         if (!rdp->core_needs_qs)
2564                 return;
2565
2566         /*
2567          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2568          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2569          */
2570         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2571                 return;
2572
2573         /*
2574          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2575          * judge of that).
2576          */
2577         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2582  */
2583 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2584 {
2585         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2586         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2587         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2588
2589         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2590                 return;
2591
2592         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2593         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2594                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2595                                TPS("cpuofl"));
2596 }
2597
2598 /*
2599  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2600  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2601  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2602  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2603  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2604  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2605  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2606  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2607  * updated
2608  *
2609  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2610  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2611  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2612  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2613  * invoke it again.
2614  */
2615 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2616 {
2617         long mask;
2618         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2619
2620         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
2621         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2622             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2623                 return;
2624         for (;;) {
2625                 mask = rnp->grpmask;
2626                 rnp = rnp->parent;
2627                 if (!rnp)
2628                         break;
2629                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2630                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2631                 rnp->qsmask &= ~mask;
2632                 if (rnp->qsmaskinit) {
2633                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2634                         /* irqs remain disabled. */
2635                         return;
2636                 }
2637                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2638         }
2639 }
2640
2641 /*
2642  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2643  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2644  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2645  * explicit locking.
2646  */
2647 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2648 {
2649         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2650         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2651
2652         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2653                 return;
2654
2655         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2656         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2657 }
2658
2659 /*
2660  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2661  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2662  */
2663 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2664 {
2665         unsigned long flags;
2666         struct rcu_head *rhp;
2667         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2668         long bl, count;
2669
2670         /* If no callbacks are ready, just return. */
2671         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2672                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2673                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2674                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2675                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2676                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2677                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2678                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2679                 return;
2680         }
2681
2682         /*
2683          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2684          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2685          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2686          */
2687         local_irq_save(flags);
2688         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2689         bl = rdp->blimit;
2690         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2691                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2692         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2693         local_irq_restore(flags);
2694
2695         /* Invoke callbacks. */
2696         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2697         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2698                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2699                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2700                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2701                 /*
2702                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2703                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2704                  */
2705                 if (-rcl.len >= bl &&
2706                     (need_resched() ||
2707                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2708                         break;
2709         }
2710
2711         local_irq_save(flags);
2712         count = -rcl.len;
2713         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2714                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2715
2716         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2717         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2718         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2719         rdp->n_cbs_invoked += count;
2720         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2721
2722         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2723         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2724         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2725                 rdp->blimit = blimit;
2726
2727         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2728         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2729                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2730                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2731         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2732                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2733         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2734
2735         local_irq_restore(flags);
2736
2737         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2738         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2739                 invoke_rcu_core();
2740 }
2741
2742 /*
2743  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2744  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2745  * Also schedule RCU core processing.
2746  *
2747  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2748  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2749  */
2750 void rcu_check_callbacks(int user)
2751 {
2752         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2753         increment_cpu_stall_ticks();
2754         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2755
2756                 /*
2757                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2758                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2759                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2760                  * a quiescent state, so note it.
2761                  *
2762                  * No memory barrier is required here because both
2763                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2764                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2765                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2766                  */
2767
2768                 rcu_sched_qs();
2769                 rcu_bh_qs();
2770
2771         } else if (!in_softirq()) {
2772
2773                 /*
2774                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2775                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2776                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2777                  * critical section, so note it.
2778                  */
2779
2780                 rcu_bh_qs();
2781         }
2782         rcu_preempt_check_callbacks();
2783         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2784         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
2785                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2786                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2787                         set_tsk_need_resched(current);
2788                         set_preempt_need_resched();
2789                 }
2790                 __this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
2791         }
2792         if (rcu_pending())
2793                 invoke_rcu_core();
2794         if (user)
2795                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2796         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2797 }
2798
2799 /*
2800  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2801  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2802  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2803  *
2804  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2805  */
2806 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2807 {
2808         int cpu;
2809         unsigned long flags;
2810         unsigned long mask;
2811         struct rcu_node *rnp;
2812
2813         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2814                 cond_resched_rcu_qs();
2815                 mask = 0;
2816                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2817                 if (rnp->qsmask == 0) {
2818                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2819                             rsp != rcu_state_p ||
2820                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2821                                 /*
2822                                  * No point in scanning bits because they
2823                                  * are all zero.  But we might need to
2824                                  * priority-boost blocked readers.
2825                                  */
2826                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2827                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2828                                 continue;
2829                         }
2830                         if (rnp->parent &&
2831                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2832                                 /*
2833                                  * Race between grace-period
2834                                  * initialization and task exiting RCU
2835                                  * read-side critical section: Report.
2836                                  */
2837                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2838                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2839                                 continue;
2840                         }
2841                 }
2842                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2843                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2844                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2845                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2846                                         mask |= bit;
2847                         }
2848                 }
2849                 if (mask != 0) {
2850                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2851                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2852                 } else {
2853                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2854                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2855                 }
2856         }
2857 }
2858
2859 /*
2860  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2861  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2862  */
2863 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2864 {
2865         unsigned long flags;
2866         bool ret;
2867         struct rcu_node *rnp;
2868         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2869
2870         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2871         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2872         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2873                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2874                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2875                 if (rnp_old != NULL)
2876                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2877                 if (ret) {
2878                         rsp->n_force_qs_lh++;
2879                         return;
2880                 }
2881                 rnp_old = rnp;
2882         }
2883         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2884
2885         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2886         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2887         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2888         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2889                 rsp->n_force_qs_lh++;
2890                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2891                 return;  /* Someone beat us to it. */
2892         }
2893         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2894         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2895         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2900  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2901  * whom the rdp belongs.
2902  */
2903 static void
2904 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2905 {
2906         unsigned long flags;
2907         bool needwake;
2908         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2909
2910         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2911
2912         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2913         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2914
2915         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2916         local_irq_save(flags);
2917         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2918                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2919                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2920                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2921                 if (needwake)
2922                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2923         } else {
2924                 local_irq_restore(flags);
2925         }
2926
2927         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2928         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2929                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2930
2931         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2932         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2933 }
2934
2935 /*
2936  * Do RCU core processing for the current CPU.
2937  */
2938 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2939 {
2940         struct rcu_state *rsp;
2941
2942         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2943                 return;
2944         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2945         for_each_rcu_flavor(rsp)
2946                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2947         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2948 }
2949
2950 /*
2951  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2952  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2953  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2954  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2955  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2956  */
2957 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2958 {
2959         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2960                 return;
2961         if (likely(!rsp->boost)) {
2962                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2963                 return;
2964         }
2965         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2966 }
2967
2968 static void invoke_rcu_core(void)
2969 {
2970         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2971                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2972 }
2973
2974 /*
2975  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2976  */
2977 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2978                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2979 {
2980         bool needwake;
2981
2982         /*
2983          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2984          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2985          */
2986         if (!rcu_is_watching())
2987                 invoke_rcu_core();
2988
2989         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2990         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2991                 return;
2992
2993         /*
2994          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2995          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2996          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2997          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2998          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2999          */
3000         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
3001                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3002
3003                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3004                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3005
3006                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3007                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3008                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3009
3010                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3011                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3012                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3013                         if (needwake)
3014                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3015                 } else {
3016                         /* Give the grace period a kick. */
3017                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3018                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3019                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
3020                                 force_quiescent_state(rsp);
3021                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3022                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
3023                 }
3024         }
3025 }
3026
3027 /*
3028  * RCU callback function to leak a callback.
3029  */
3030 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3031 {
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3036  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3037  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3038  * is expected to specify a CPU.
3039  */
3040 static void
3041 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3042            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3043 {
3044         unsigned long flags;
3045         struct rcu_data *rdp;
3046
3047         /* Misaligned rcu_head! */
3048         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3049
3050         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3051                 /*
3052                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3053                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3054                  * time callback was passed to __call_rcu().
3055                  */
3056                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
3057                           head, head->func);
3058                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3059                 return;
3060         }
3061         head->func = func;
3062         head->next = NULL;
3063         local_irq_save(flags);
3064         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3065
3066         /* Add the callback to our list. */
3067         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
3068                 int offline;
3069
3070                 if (cpu != -1)
3071                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3072                 if (likely(rdp->mynode)) {
3073                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3074                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3075                         WARN_ON_ONCE(offline);
3076                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3077                         local_irq_restore(flags);
3078                         return;
3079                 }
3080                 /*
3081                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3082                  * and then drop through to queue the callback.
3083                  */
3084                 BUG_ON(cpu != -1);
3085                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3086                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3087                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3088         }
3089         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
3090         if (!lazy)
3091                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3092
3093         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3094                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3095                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3096                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3097         else
3098                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
3099                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
3100                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3101
3102         /* Go handle any RCU core processing required. */
3103         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3104         local_irq_restore(flags);
3105 }
3106
3107 /**
3108  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
3109  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3110  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3111  *
3112  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3113  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3114  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
3115  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
3116  * or on voluntary preemption.
3117  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3118  *
3119  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
3120  * - anything that disables preemption.
3121  *
3122  *  These may be nested.
3123  *
3124  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3125  * memory ordering guarantees.
3126  */
3127 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3128 {
3129         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3130 }
3131 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3132
3133 /**
3134  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
3135  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3136  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3137  *
3138  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3139  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
3140  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
3141  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3142  * handler. This means that read-side critical sections in process
3143  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3144  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3145  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3146  *
3147  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3148  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3149  *
3150  * These may be nested.
3151  *
3152  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3153  * memory ordering guarantees.
3154  */
3155 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3156 {
3157         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3158 }
3159 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3160
3161 /*
3162  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3163  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3164  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3165  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3166  * function may only be called from __kfree_rcu().
3167  */
3168 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3169                     rcu_callback_t func)
3170 {
3171         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3172 }
3173 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3174
3175 /*
3176  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3177  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3178  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3179  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3180  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3181  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3182  * some overhead: RCU still operates correctly.
3183  */
3184 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3185 {
3186         int ret;
3187
3188         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3189         preempt_disable();
3190         ret = num_online_cpus() <= 1;
3191         preempt_enable();
3192         return ret;
3193 }
3194
3195 /**
3196  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3197  *
3198  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3199  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3200  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3201  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3202  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3203  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3204  * rcu_read_lock_sched().
3205  *
3206  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3207  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3208  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3209  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3210  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3211  *
3212  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3213  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3214  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3215  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3216  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3217  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3218  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3219  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3220  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3221  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3222  * that are executing in the kernel.
3223  *
3224  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3225  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3226  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3227  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3228  * again only if the system has more than one CPU).
3229  */
3230 void synchronize_sched(void)
3231 {
3232         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3233                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3234                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3235                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3236         if (rcu_blocking_is_gp())
3237                 return;
3238         if (rcu_gp_is_expedited())
3239                 synchronize_sched_expedited();
3240         else
3241                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3242 }
3243 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3244
3245 /**
3246  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3247  *
3248  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3249  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3250  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3251  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3252  * and may be nested.
3253  *
3254  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3255  * on memory ordering guarantees.
3256  */
3257 void synchronize_rcu_bh(void)
3258 {
3259         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3260                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3261                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3262                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3263         if (rcu_blocking_is_gp())
3264                 return;
3265         if (rcu_gp_is_expedited())
3266                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3267         else
3268                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3271
3272 /**
3273  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3274  *
3275  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3276  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3277  * meantime.
3278  */
3279 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3280 {
3281         /*
3282          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3283          * before the load from ->gpnum.
3284          */
3285         smp_mb();  /* ^^^ */
3286
3287         /*
3288          * Make sure this load happens before the purportedly
3289          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3290          * and cond_synchronize_rcu().
3291          */
3292         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3293 }
3294 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3295
3296 /**
3297  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3298  *
3299  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3300  *
3301  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3302  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3303  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3304  *
3305  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3306  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3307  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3308  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3309  */
3310 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3311 {
3312         unsigned long newstate;
3313
3314         /*
3315          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3316          * actions the caller might carry out after we return.
3317          */
3318         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3319         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3320                 synchronize_rcu();
3321 }
3322 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3323
3324 /**
3325  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3326  *
3327  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3328  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3329  * meantime.
3330  */
3331 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3332 {
3333         /*
3334          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3335          * before the load from ->gpnum.
3336          */
3337         smp_mb();  /* ^^^ */
3338
3339         /*
3340          * Make sure this load happens before the purportedly
3341          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3342          * and cond_synchronize_sched().
3343          */
3344         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3345 }
3346 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3347
3348 /**
3349  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3350  *
3351  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3352  *
3353  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3354  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3355  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3356  *
3357  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3358  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3359  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3360  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3361  */
3362 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3363 {
3364         unsigned long newstate;
3365
3366         /*
3367          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3368          * actions the caller might carry out after we return.
3369          */
3370         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3371         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3372                 synchronize_sched();
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3375
3376 /*
3377  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3378  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3379  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3380  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3381  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3382  */
3383 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3384 {
3385         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3386
3387         rdp->n_rcu_pending++;
3388
3389         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3390         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3391
3392         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3393         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3394                 return 0;
3395
3396         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3397         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3398             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3399             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr)) {
3400                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3401         } else if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm) {
3402                 rdp->n_rp_report_qs++;
3403                 return 1;
3404         }
3405
3406         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3407         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
3408                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3409                 return 1;
3410         }
3411
3412         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3413         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3414                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3415                 return 1;
3416         }
3417
3418         /* Has another RCU grace period completed?  */
3419         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3420                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3421                 return 1;
3422         }
3423
3424         /* Has a new RCU grace period started? */
3425         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3426             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3427                 rdp->n_rp_gp_started++;
3428                 return 1;
3429         }
3430
3431         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3432         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3433                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3434                 return 1;
3435         }
3436
3437         /* nothing to do */
3438         rdp->n_rp_need_nothing++;
3439         return 0;
3440 }
3441
3442 /*
3443  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3444  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3445  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3446  */
3447 static int rcu_pending(void)
3448 {
3449         struct rcu_state *rsp;
3450
3451         for_each_rcu_flavor(rsp)
3452                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3453                         return 1;
3454         return 0;
3455 }
3456
3457 /*
3458  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3459  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3460  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3461  */
3462 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3463 {
3464         bool al = true;
3465         bool hc = false;
3466         struct rcu_data *rdp;
3467         struct rcu_state *rsp;
3468
3469         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3470                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3471                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3472                         continue;
3473                 hc = true;
3474                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3475                         al = false;
3476                         break;
3477                 }
3478         }
3479         if (all_lazy)
3480                 *all_lazy = al;
3481         return hc;
3482 }
3483
3484 /*
3485  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3486  * the compiler is expected to optimize this away.
3487  */
3488 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3489                                int cpu, unsigned long done)
3490 {
3491         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3492                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3493 }
3494
3495 /*
3496  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3497  * up the task executing _rcu_barrier().
3498  */
3499 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3500 {
3501         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3502         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3503
3504         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3505                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3506                                    rsp->barrier_sequence);
3507                 complete(&rsp->barrier_completion);
3508         } else {
3509                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3510         }
3511 }
3512
3513 /*
3514  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3515  */
3516 static void rcu_barrier_func(void *type)
3517 {
3518         struct rcu_state *rsp = type;
3519         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3520
3521         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3522         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3523         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3524         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3525                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3526         } else {
3527                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3528                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3529                                    rsp->barrier_sequence);
3530         }
3531 }
3532
3533 /*
3534  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3535  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3536  */
3537 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3538 {
3539         int cpu;
3540         struct rcu_data *rdp;
3541         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3542
3543         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3544
3545         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3546         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3547
3548         /* Did someone else do our work for us? */
3549         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3550                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3551                                    rsp->barrier_sequence);
3552                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3553                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3554                 return;
3555         }
3556
3557         /* Mark the start of the barrier operation. */
3558         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3559         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3560
3561         /*
3562          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3563          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3564          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3565          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3566          */
3567         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3568         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3569         get_online_cpus();
3570
3571         /*
3572          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3573          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3574          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3575          */
3576         for_each_possible_cpu(cpu) {
3577                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3578                         continue;
3579                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3580                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3581                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3582                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3583                                                    rsp->barrier_sequence);
3584                         } else {
3585                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3586                                                    rsp->barrier_sequence);
3587                                 smp_mb__before_atomic();
3588                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3589                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3590                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3591                         }
3592                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3593                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3594                                            rsp->barrier_sequence);
3595                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3596                 } else {
3597                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3598                                            rsp->barrier_sequence);
3599                 }
3600         }
3601         put_online_cpus();
3602
3603         /*
3604          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3605          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3606          */
3607         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3608                 complete(&rsp->barrier_completion);
3609
3610         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3611         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3612
3613         /* Mark the end of the barrier operation. */
3614         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3615         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3616
3617         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3618         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3619 }
3620
3621 /**
3622  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3623  */
3624 void rcu_barrier_bh(void)
3625 {
3626         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3629
3630 /**
3631  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3632  */
3633 void rcu_barrier_sched(void)
3634 {
3635         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3636 }
3637 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3638
3639 /*
3640  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3641  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3642  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3643  * disabled.
3644  */
3645 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3646 {
3647         long mask;
3648         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3649
3650         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
3651         for (;;) {
3652                 mask = rnp->grpmask;
3653                 rnp = rnp->parent;
3654                 if (rnp == NULL)
3655                         return;
3656                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3657                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3658                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3659         }
3660 }
3661
3662 /*
3663  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3664  */
3665 static void __init
3666 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3667 {
3668         unsigned long flags;
3669         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3670         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3671
3672         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3673         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3674         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3675         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3676         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3677         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3678         rdp->cpu = cpu;
3679         rdp->rsp = rsp;
3680         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3681         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3686  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3687  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3688  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3689  */
3690 static void
3691 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3692 {
3693         unsigned long flags;
3694         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3695         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3696
3697         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3698         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3699         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3700         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3701         rdp->blimit = blimit;
3702         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3703             !init_nocb_callback_list(rdp))
3704                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3705         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3706         rcu_dynticks_eqs_online();
3707         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3708
3709         /*
3710          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3711          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3712          * of the next grace period.
3713          */
3714         rnp = rdp->mynode;
3715         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3716         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3717         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3718         rdp->completed = rnp->completed;
3719         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3720         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3721         rdp->core_needs_qs = false;
3722         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3723         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3724 }
3725
3726 /*
3727  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3728  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3729  */
3730 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3731 {
3732         struct rcu_state *rsp;
3733
3734         for_each_rcu_flavor(rsp)
3735                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3736
3737         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3738         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3739
3740         return 0;
3741 }
3742
3743 /*
3744  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3745  */
3746 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3747 {
3748         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3749
3750         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3751 }
3752
3753 /*
3754  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3755  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3756  */
3757 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3758 {
3759         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3760         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3761         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3762                 srcu_online_cpu(cpu);
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3768  * with pretty much all services enabled.
3769  */
3770 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3771 {
3772         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3773         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3774                 srcu_offline_cpu(cpu);
3775         return 0;
3776 }
3777
3778 /*
3779  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3780  */
3781 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3782 {
3783         struct rcu_state *rsp;
3784
3785         for_each_rcu_flavor(rsp)
3786                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3787         return 0;
3788 }
3789
3790 /*
3791  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3792  */
3793 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3794 {
3795         struct rcu_state *rsp;
3796
3797         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3798                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3799                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3800         }
3801         return 0;
3802 }
3803
3804 /*
3805  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3806  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3807  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3808  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3809  * will result in lockdep splats.
3810  *
3811  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3812  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3813  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3814  */
3815 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3816 {
3817         unsigned long flags;
3818         unsigned long mask;
3819         int nbits;
3820         unsigned long oldmask;
3821         struct rcu_data *rdp;
3822         struct rcu_node *rnp;
3823         struct rcu_state *rsp;
3824
3825         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3826                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3827                 rnp = rdp->mynode;
3828                 mask = rdp->grpmask;
3829                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3830                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3831                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3832                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3833                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3834                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3835                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3836                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3837                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3838         }
3839         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3840 }
3841
3842 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3843 /*
3844  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3845  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3846  * bit masks.
3847  */
3848 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3849 {
3850         unsigned long flags;
3851         unsigned long mask;
3852         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3853         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3854
3855         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3856         mask = rdp->grpmask;
3857         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3858         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3859         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3860 }
3861
3862 /*
3863  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3864  * the list of CPUs that RCU must track.
3865  *
3866  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3867  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3868  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3869  */
3870 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3871 {
3872         struct rcu_state *rsp;
3873
3874         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3875         preempt_disable();
3876         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3877                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3878         preempt_enable();
3879         for_each_rcu_flavor(rsp)
3880                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3881 }
3882
3883 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3884 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3885 {
3886         unsigned long flags;
3887         struct rcu_data *my_rdp;
3888         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3889         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3890
3891         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3892                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3893
3894         local_irq_save(flags);
3895         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3896         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3897                 local_irq_restore(flags);
3898                 return;
3899         }
3900         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3901         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp); /* Leverage recent GPs. */
3902         rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp); /* Assign GP to pending CBs. */
3903         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3904         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3905                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3906         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3907         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3908                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3909                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3910                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3911                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3912 }
3913
3914 /*
3915  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3916  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3917  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3918  */
3919 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3920 {
3921         struct rcu_state *rsp;
3922
3923         for_each_rcu_flavor(rsp)
3924                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3925 }
3926 #endif
3927
3928 /*
3929  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3930  * and hibernation run faster.
3931  */
3932 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3933                          unsigned long action, void *hcpu)
3934 {
3935         switch (action) {
3936         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3937         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3938                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3939                         rcu_expedite_gp();
3940                 break;
3941         case PM_POST_HIBERNATION:
3942         case PM_POST_SUSPEND:
3943                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3944                         rcu_unexpedite_gp();
3945                 break;
3946         default:
3947                 break;
3948         }
3949         return NOTIFY_OK;
3950 }
3951
3952 /*
3953  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3954  */
3955 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3956 {
3957         unsigned long flags;
3958         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3959         struct rcu_node *rnp;
3960         struct rcu_state *rsp;
3961         struct sched_param sp;
3962         struct task_struct *t;
3963
3964         /* Force priority into range. */
3965         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3966                 kthread_prio = 1;
3967         else if (kthread_prio < 0)
3968                 kthread_prio = 0;
3969         else if (kthread_prio > 99)
3970                 kthread_prio = 99;
3971         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3972                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3973                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3974
3975         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3976         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3977                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3978                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3979                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3980                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3981                 rsp->gp_kthread = t;
3982                 if (kthread_prio) {
3983                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3984                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3985                 }
3986                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3987                 wake_up_process(t);
3988         }
3989         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3990         rcu_spawn_boost_kthreads();
3991         return 0;
3992 }
3993 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3994
3995 /*
3996  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3997  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3998  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3999  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4000  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4001  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4002  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4003  * runtime RCU functionality.
4004  */
4005 void rcu_scheduler_starting(void)
4006 {
4007         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4008         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4009         rcu_test_sync_prims();
4010         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4011         rcu_test_sync_prims();
4012 }
4013
4014 /*
4015  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4016  */
4017 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4018 {
4019         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4020         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4021         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4022         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4023
4024         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4025         int cpustride = 1;
4026         int i;
4027         int j;
4028         struct rcu_node *rnp;
4029
4030         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4031
4032         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4033         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4034                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4035
4036         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4037
4038         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4039                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4040         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4041
4042         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4043
4044         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4045                 cpustride *= levelspread[i];
4046                 rnp = rsp->level[i];
4047                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4048                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4049                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4050                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4051                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4052                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4053                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4054                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4055                         rnp->completed = rsp->completed;
4056                         rnp->qsmask = 0;
4057                         rnp->qsmaskinit = 0;
4058                         rnp->grplo = j * cpustride;
4059                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4060                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4061                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4062                         if (i == 0) {
4063                                 rnp->grpnum = 0;
4064                                 rnp->grpmask = 0;
4065                                 rnp->parent = NULL;
4066                         } else {
4067                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4068                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4069                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4070                                               j / levelspread[i - 1];
4071                         }
4072                         rnp->level = i;
4073                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4074                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4075                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4076                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4077                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4078                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4079                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4080                 }
4081         }
4082
4083         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4084         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4085         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4086         for_each_possible_cpu(i) {
4087                 while (i > rnp->grphi)
4088                         rnp++;
4089                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4090                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4091         }
4092         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4093 }
4094
4095 /*
4096  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4097  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4098  * the ->node array in the rcu_state structure.
4099  */
4100 static void __init rcu_init_geometry(void)
4101 {
4102         ulong d;
4103         int i;
4104         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4105
4106         /*
4107          * Initialize any unspecified boot parameters.
4108          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4109          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4110          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4111          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4112          */
4113         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4114         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4115                 jiffies_till_first_fqs = d;
4116         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4117                 jiffies_till_next_fqs = d;
4118
4119         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4120         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4121             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4122                 return;
4123         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4124                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4125
4126         /*
4127          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4128          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4129          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4130          * limit is exceeded.
4131          */
4132         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4133             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4134                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4135                 WARN_ON(1);
4136                 return;
4137         }
4138
4139         /*
4140          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4141          * with the given number of levels.
4142          */
4143         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4144         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4145                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4146
4147         /*
4148          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4149          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4150          */
4151         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4152                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4153                 WARN_ON(1);
4154                 return;
4155         }
4156
4157         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4158         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4159         }
4160         rcu_num_lvls = i + 1;
4161
4162         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4163         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4164                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4165                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4166         }
4167
4168         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4169         rcu_num_nodes = 0;
4170         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4171                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4172 }
4173
4174 /*
4175  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4176  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4177  */
4178 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4179 {
4180         int level = 0;
4181         struct rcu_node *rnp;
4182
4183         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4184         pr_info(" ");
4185         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4186                 if (rnp->level != level) {
4187                         pr_cont("\n");
4188                         pr_info(" ");
4189                         level = rnp->level;
4190                 }
4191                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4192         }
4193         pr_cont("\n");
4194 }
4195
4196 void __init rcu_init(void)
4197 {
4198         int cpu;
4199
4200         rcu_early_boot_tests();
4201
4202         rcu_bootup_announce();
4203         rcu_init_geometry();
4204         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4205         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4206         if (dump_tree)
4207                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4208         __rcu_init_preempt();
4209         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4210
4211         /*
4212          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4213          * this is called early in boot, before either interrupts
4214          * or the scheduler are operational.
4215          */
4216         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4217         for_each_online_cpu(cpu) {
4218                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4219                 rcu_cpu_starting(cpu);
4220                 if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
4221                         srcu_online_cpu(cpu);
4222         }
4223 }
4224
4225 #include "tree_exp.h"
4226 #include "tree_plugin.h"