rcutorture: Add forward-progress checking for writer
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.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 <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
83 static char sname##_varname[] = #sname; \
84 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
85 struct rcu_state sname##_state = { \
86         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
87         .call = cr, \
88         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
89         .gpnum = 0UL - 300UL, \
90         .completed = 0UL - 300UL, \
91         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
92         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
93         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
95         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
96         .name = sname##_varname, \
97         .abbr = sabbr, \
98 }; \
99 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
100
101 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
102 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
103
104 static struct rcu_state *rcu_state;
105 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
106
107 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
108 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
109 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
110 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
111 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
112         NUM_RCU_LVL_0,
113         NUM_RCU_LVL_1,
114         NUM_RCU_LVL_2,
115         NUM_RCU_LVL_3,
116         NUM_RCU_LVL_4,
117 };
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
122  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
123  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
125  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
126  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
127  * positives from lockdep-RCU error checking.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
147
148 /*
149  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
150  * handle all flavors of RCU.
151  */
152 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
153 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
154 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
155 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
156
157 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
158
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162
163 /*
164  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
165  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
166  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
167  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
168  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
169  * These variables enable correlating rcutorture output with the
170  * RCU tracing information.
171  */
172 unsigned long rcutorture_testseq;
173 unsigned long rcutorture_vernum;
174
175 /*
176  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
177  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
178  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
179  */
180 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
181 {
182         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
187  * how many quiescent states passed, just if there was at least
188  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_sched_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
194
195         if (rdp->passed_quiesce == 0)
196                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
197         rdp->passed_quiesce = 1;
198 }
199
200 void rcu_bh_qs(int cpu)
201 {
202         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
203
204         if (rdp->passed_quiesce == 0)
205                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
206         rdp->passed_quiesce = 1;
207 }
208
209 /*
210  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
211  * and requires special handling for preemptible RCU.
212  * The caller must have disabled preemption.
213  */
214 void rcu_note_context_switch(int cpu)
215 {
216         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
217         rcu_sched_qs(cpu);
218         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
219         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
222
223 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
224         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
225         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
226 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
227         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
228         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
229 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
230 };
231
232 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
233 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
234 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
235
236 module_param(blimit, long, 0444);
237 module_param(qhimark, long, 0444);
238 module_param(qlowmark, long, 0444);
239
240 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
241 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
242
243 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
244 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
245
246 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
247                                   struct rcu_data *rdp);
248 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
249                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
250                                   unsigned long *maxj),
251                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
252 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
253 static int rcu_pending(int cpu);
254
255 /*
256  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
257  */
258 long rcu_batches_completed_sched(void)
259 {
260         return rcu_sched_state.completed;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
263
264 /*
265  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
266  */
267 long rcu_batches_completed_bh(void)
268 {
269         return rcu_bh_state.completed;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
272
273 /*
274  * Force a quiescent state for RCU BH.
275  */
276 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
277 {
278         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
281
282 /*
283  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
284  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
285  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
286  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
287  * store this state in rcutorture itself.
288  */
289 void rcutorture_record_test_transition(void)
290 {
291         rcutorture_testseq++;
292         rcutorture_vernum = 0;
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
295
296 /*
297  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
298  */
299 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
300                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
301 {
302         struct rcu_state *rsp = NULL;
303
304         switch (test_type) {
305         case RCU_FLAVOR:
306                 rsp = rcu_state;
307                 break;
308         case RCU_BH_FLAVOR:
309                 rsp = &rcu_bh_state;
310                 break;
311         case RCU_SCHED_FLAVOR:
312                 rsp = &rcu_sched_state;
313                 break;
314         default:
315                 break;
316         }
317         if (rsp != NULL) {
318                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
319                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
320                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
321                 return;
322         }
323         *flags = 0;
324         *gpnum = 0;
325         *completed = 0;
326 }
327 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
328
329 /*
330  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
331  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
332  * messages.
333  */
334 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
335 {
336         rcutorture_vernum++;
337 }
338 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
339
340 /*
341  * Force a quiescent state for RCU-sched.
342  */
343 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
344 {
345         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
348
349 /*
350  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
351  */
352 static int
353 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
354 {
355         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
356                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
357 }
358
359 /*
360  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
361  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
362  * normal callback registry.
363  */
364 static int
365 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
366 {
367         int i;
368
369         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
370                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
371         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
372                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
373         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
374                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
375         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
376                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
377         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
378                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
379                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
380                                  rdp->nxtcompleted[i]))
381                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
382         return 0; /* No grace period needed. */
383 }
384
385 /*
386  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
387  */
388 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
389 {
390         return &rsp->node[0];
391 }
392
393 /*
394  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
395  *
396  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
397  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
398  * The caller must have disabled interrupts.
399  */
400 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
401                                 bool user)
402 {
403         struct rcu_state *rsp;
404         struct rcu_data *rdp;
405
406         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
407         if (!user && !is_idle_task(current)) {
408                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
409                         idle_task(smp_processor_id());
410
411                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
412                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
413                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
414                           current->pid, current->comm,
415                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
416         }
417         for_each_rcu_flavor(rsp) {
418                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
419                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
420         }
421         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
422         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
423         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
424         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
425         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
426         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
427
428         /*
429          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
430          * in an RCU read-side critical section.
431          */
432         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
433                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
434         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
435                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
436         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
437                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
438 }
439
440 /*
441  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
442  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
443  */
444 static void rcu_eqs_enter(bool user)
445 {
446         long long oldval;
447         struct rcu_dynticks *rdtp;
448
449         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
450         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
451         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
452         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
453                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
454                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
455         } else {
456                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
457         }
458 }
459
460 /**
461  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
462  *
463  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
464  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
465  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
466  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
467  *
468  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
469  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
470  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
471  */
472 void rcu_idle_enter(void)
473 {
474         unsigned long flags;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rcu_eqs_enter(false);
478         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
479         local_irq_restore(flags);
480 }
481 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
482
483 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
484 /**
485  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
486  *
487  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
488  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
489  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
490  * when the CPU runs in userspace.
491  */
492 void rcu_user_enter(void)
493 {
494         rcu_eqs_enter(1);
495 }
496 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
497
498 /**
499  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
500  *
501  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
502  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
503  * sections can occur.
504  *
505  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
506  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
507  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
508  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
509  *
510  * Use things like work queues to work around this limitation.
511  *
512  * You have been warned.
513  */
514 void rcu_irq_exit(void)
515 {
516         unsigned long flags;
517         long long oldval;
518         struct rcu_dynticks *rdtp;
519
520         local_irq_save(flags);
521         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
522         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
523         rdtp->dynticks_nesting--;
524         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
525         if (rdtp->dynticks_nesting)
526                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
527         else
528                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
529         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
530         local_irq_restore(flags);
531 }
532
533 /*
534  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
535  *
536  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
537  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
538  * The caller must have disabled interrupts.
539  */
540 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
541                                int user)
542 {
543         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
544         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
545         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
546         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
547         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
548         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
549         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
550         if (!user && !is_idle_task(current)) {
551                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
552                         idle_task(smp_processor_id());
553
554                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
555                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
556                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
557                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
558                           current->pid, current->comm,
559                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
560         }
561 }
562
563 /*
564  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
565  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
566  */
567 static void rcu_eqs_exit(bool user)
568 {
569         struct rcu_dynticks *rdtp;
570         long long oldval;
571
572         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
573         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
574         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
575         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
576                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
577         } else {
578                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
579                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
580         }
581 }
582
583 /**
584  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
585  *
586  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
587  * read-side critical sections can occur.
588  *
589  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
590  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
591  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
592  * now starting.
593  */
594 void rcu_idle_exit(void)
595 {
596         unsigned long flags;
597
598         local_irq_save(flags);
599         rcu_eqs_exit(false);
600         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
601         local_irq_restore(flags);
602 }
603 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
604
605 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
606 /**
607  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
608  *
609  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
610  * run a RCU read side critical section anytime.
611  */
612 void rcu_user_exit(void)
613 {
614         rcu_eqs_exit(1);
615 }
616 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
617
618 /**
619  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
620  *
621  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
622  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
623  * sections can occur.
624  *
625  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
626  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
627  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
628  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
629  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
630  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
631  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
632  *
633  * Use things like work queues to work around this limitation.
634  *
635  * You have been warned.
636  */
637 void rcu_irq_enter(void)
638 {
639         unsigned long flags;
640         struct rcu_dynticks *rdtp;
641         long long oldval;
642
643         local_irq_save(flags);
644         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
645         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
646         rdtp->dynticks_nesting++;
647         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
648         if (oldval)
649                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
650         else
651                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
652         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
653         local_irq_restore(flags);
654 }
655
656 /**
657  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
658  *
659  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
660  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
661  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
662  */
663 void rcu_nmi_enter(void)
664 {
665         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
666
667         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
668             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
669                 return;
670         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
671         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
672         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
673         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
674         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
675         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
676 }
677
678 /**
679  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
680  *
681  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
682  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
683  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
684  */
685 void rcu_nmi_exit(void)
686 {
687         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
688
689         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
690             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
691                 return;
692         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
693         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
694         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
695         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
696         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
697 }
698
699 /**
700  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
701  *
702  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
703  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
704  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
705  * least disabled preemption.
706  */
707 bool notrace __rcu_is_watching(void)
708 {
709         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
710 }
711
712 /**
713  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
714  *
715  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
716  * or NMI handler, return true.
717  */
718 bool notrace rcu_is_watching(void)
719 {
720         int ret;
721
722         preempt_disable();
723         ret = __rcu_is_watching();
724         preempt_enable();
725         return ret;
726 }
727 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
728
729 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
730
731 /*
732  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
733  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
734  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
735  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
736  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
737  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
738  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
739  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
740  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
741  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
742  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
743  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
744  * notifiers.
745  *
746  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
747  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
748  *
749  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
750  * errors from NMI handlers anyway.
751  */
752 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
753 {
754         struct rcu_data *rdp;
755         struct rcu_node *rnp;
756         bool ret;
757
758         if (in_nmi())
759                 return true;
760         preempt_disable();
761         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
762         rnp = rdp->mynode;
763         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
764               !rcu_scheduler_fully_active;
765         preempt_enable();
766         return ret;
767 }
768 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
769
770 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
771
772 /**
773  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
774  *
775  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
776  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
777  * disabled preemption.
778  */
779 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
780 {
781         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
782 }
783
784 /*
785  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
786  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
787  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
788  */
789 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
790                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
791 {
792         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
793         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
794         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
795 }
796
797 /*
798  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
799  * that context switches can allow the state machine to make progress.
800  */
801 extern void resched_cpu(int cpu);
802
803 /*
804  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
805  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
806  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
807  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
808  */
809 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
810                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
811 {
812         unsigned int curr;
813         unsigned int snap;
814
815         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
816         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
817
818         /*
819          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
820          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
821          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
822          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
823          * read-side critical section that started before the beginning
824          * of the current RCU grace period.
825          */
826         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
827                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
828                 rdp->dynticks_fqs++;
829                 return 1;
830         }
831
832         /*
833          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
834          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
835          * state: If we see it offline even once, it has been through a
836          * quiescent state.
837          *
838          * The reason for insisting that the grace period be at least
839          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
840          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
841          * sections.
842          */
843         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
844                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
845         barrier();
846         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
847                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
848                 rdp->offline_fqs++;
849                 return 1;
850         }
851
852         /*
853          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
854          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
855          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
856          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
857          * CPU is in this state.
858          */
859         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
860
861         /*
862          * Alternatively, the CPU might be running in the kernel
863          * for an extended period of time without a quiescent state.
864          * Attempt to force the CPU through the scheduler to gain the
865          * needed quiescent state, but only if the grace period has gone
866          * on for an uncommonly long time.  If there are many stuck CPUs,
867          * we will beat on the first one until it gets unstuck, then move
868          * to the next.  Only do this for the primary flavor of RCU.
869          */
870         if (rdp->rsp == rcu_state &&
871             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
872                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5;
873                 resched_cpu(rdp->cpu);
874         }
875
876         return 0;
877 }
878
879 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
880 {
881         unsigned long j = jiffies;
882         unsigned long j1;
883
884         rsp->gp_start = j;
885         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
886         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
887         rsp->jiffies_stall = j + j1;
888         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
889 }
890
891 /*
892  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
893  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
894  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
895  * printed by the target CPU.
896  */
897 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
898 {
899         int cpu;
900         unsigned long flags;
901         struct rcu_node *rnp;
902
903         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
904                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
905                 if (rnp->qsmask != 0) {
906                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
907                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
908                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
909                 }
910                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
911         }
912 }
913
914 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
915 {
916         int cpu;
917         long delta;
918         unsigned long flags;
919         int ndetected = 0;
920         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
921         long totqlen = 0;
922
923         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
924
925         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
926         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
927         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
928                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
929                 return;
930         }
931         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
932         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
933
934         /*
935          * OK, time to rat on our buddy...
936          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
937          * RCU CPU stall warnings.
938          */
939         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
940                rsp->name);
941         print_cpu_stall_info_begin();
942         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
943                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
944                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
945                 if (rnp->qsmask != 0) {
946                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
947                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
948                                         print_cpu_stall_info(rsp,
949                                                              rnp->grplo + cpu);
950                                         ndetected++;
951                                 }
952                 }
953                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
954         }
955
956         /*
957          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
958          * due to CPU offlining.
959          */
960         rnp = rcu_get_root(rsp);
961         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
962         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
963         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
964
965         print_cpu_stall_info_end();
966         for_each_possible_cpu(cpu)
967                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
968         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
969                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
970                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
971         if (ndetected == 0)
972                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
973         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
974                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
975
976         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
977
978         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
979
980         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
981 }
982
983 /*
984  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
985  * that context switches can allow the state machine to make progress.
986  */
987 extern void resched_cpu(int cpu);
988
989 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
990 {
991         int cpu;
992         unsigned long flags;
993         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
994         long totqlen = 0;
995
996         /*
997          * OK, time to rat on ourselves...
998          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
999          * RCU CPU stall warnings.
1000          */
1001         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1002         print_cpu_stall_info_begin();
1003         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1004         print_cpu_stall_info_end();
1005         for_each_possible_cpu(cpu)
1006                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1007         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
1008                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
1009         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
1010                 dump_stack();
1011
1012         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1013         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
1014                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
1015                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1016         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1017
1018         /*
1019          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1020          *
1021          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1022          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1023          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1024          */
1025         resched_cpu(smp_processor_id());
1026 }
1027
1028 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1029 {
1030         unsigned long completed;
1031         unsigned long gpnum;
1032         unsigned long gps;
1033         unsigned long j;
1034         unsigned long js;
1035         struct rcu_node *rnp;
1036
1037         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1038                 return;
1039         j = jiffies;
1040
1041         /*
1042          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1043          *
1044          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1045          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1046          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1047          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1048          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1049          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1050          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1051          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1052          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1053          * from rsp->gpnum.
1054          *
1055          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1056          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1057          */
1058         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1059         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1060         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1061         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1062         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1063         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1064         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1065         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1066             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1067             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1068                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1069         rnp = rdp->mynode;
1070         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1071             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1072
1073                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1074                 print_cpu_stall(rsp);
1075
1076         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1077                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1078
1079                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1080                 print_other_cpu_stall(rsp);
1081         }
1082 }
1083
1084 /**
1085  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1086  *
1087  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1088  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1089  * RCU grace periods.
1090  *
1091  * The caller must disable hard irqs.
1092  */
1093 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1094 {
1095         struct rcu_state *rsp;
1096
1097         for_each_rcu_flavor(rsp)
1098                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1103  */
1104 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1105 {
1106         int i;
1107
1108         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1109                 return;
1110         rdp->nxtlist = NULL;
1111         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1112                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1117  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1118  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1119  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1120  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1121  *
1122  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1123  */
1124 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1125                                        struct rcu_node *rnp)
1126 {
1127         /*
1128          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1129          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1130          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1131          * period might have started, but just not yet gotten around
1132          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1133          */
1134         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1135                 return rnp->completed + 1;
1136
1137         /*
1138          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1139          * then the subsequent full grace period.
1140          */
1141         return rnp->completed + 2;
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1146  * rcu_nocb_wait_gp().
1147  */
1148 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1149                                 unsigned long c, const char *s)
1150 {
1151         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1152                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1153                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1158  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1159  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1160  *
1161  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1162  */
1163 static unsigned long __maybe_unused
1164 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1165 {
1166         unsigned long c;
1167         int i;
1168         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1169
1170         /*
1171          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1172          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1173          */
1174         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1175         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1176         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1177                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1178                 return c;
1179         }
1180
1181         /*
1182          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1183          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1184          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1185          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1186          * need to explicitly start one.
1187          */
1188         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1189             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1190                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1191                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1192                 return c;
1193         }
1194
1195         /*
1196          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1197          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1198          * start one (if needed).
1199          */
1200         if (rnp != rnp_root) {
1201                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1202                 smp_mb__after_unlock_lock();
1203         }
1204
1205         /*
1206          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1207          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1208          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1209          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1210          */
1211         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1212         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1213                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1214                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1215
1216         /*
1217          * If the needed for the required grace period is already
1218          * recorded, trace and leave.
1219          */
1220         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1221                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1222                 goto unlock_out;
1223         }
1224
1225         /* Record the need for the future grace period. */
1226         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1227
1228         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1229         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1230                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1231         } else {
1232                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1233                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1234         }
1235 unlock_out:
1236         if (rnp != rnp_root)
1237                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1238         return c;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1243  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1244  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1245  * waiting for this grace period to complete.
1246  */
1247 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1248 {
1249         int c = rnp->completed;
1250         int needmore;
1251         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1252
1253         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1254         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1255         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1256         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1257                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1258         return needmore;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1263  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1264  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1265  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1266  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1267  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1268  * not hurt to call it repeatedly.
1269  *
1270  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1271  */
1272 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1273                                struct rcu_data *rdp)
1274 {
1275         unsigned long c;
1276         int i;
1277
1278         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1279         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1280                 return;
1281
1282         /*
1283          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1284          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1285          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1286          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1287          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1288          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1289          *
1290          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1291          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1292          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1293          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1294          * been assigned a ->completed number.
1295          */
1296         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1297         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1298                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1299                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1300                         break;
1301
1302         /*
1303          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1304          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1305          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1306          * be grouped into.
1307          */
1308         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1309                 return;
1310
1311         /*
1312          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1313          * full grace period and group them all in the sublist initially
1314          * indexed by "i".
1315          */
1316         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1317                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1318                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1319         }
1320         /* Record any needed additional grace periods. */
1321         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1322
1323         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1324         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1325                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1326         else
1327                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1332  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1333  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1334  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1335  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1336  *
1337  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1338  */
1339 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1340                             struct rcu_data *rdp)
1341 {
1342         int i, j;
1343
1344         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1345         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1346                 return;
1347
1348         /*
1349          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1350          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1351          */
1352         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1353                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1354                         break;
1355                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1356         }
1357         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1358         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1359                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1360
1361         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1362         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1363                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1364                         break;
1365                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1366                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1367         }
1368
1369         /* Classify any remaining callbacks. */
1370         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1375  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1376  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1377  */
1378 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1379 {
1380         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1381         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1382
1383                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1384                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1385
1386         } else {
1387
1388                 /* Advance callbacks. */
1389                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1390
1391                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1392                 rdp->completed = rnp->completed;
1393                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1394         }
1395
1396         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1397                 /*
1398                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1399                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1400                  * go looking for one.
1401                  */
1402                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1403                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1404                 rdp->passed_quiesce = 0;
1405                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1406                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1407         }
1408 }
1409
1410 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1411 {
1412         unsigned long flags;
1413         struct rcu_node *rnp;
1414
1415         local_irq_save(flags);
1416         rnp = rdp->mynode;
1417         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1418              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1419             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1420                 local_irq_restore(flags);
1421                 return;
1422         }
1423         smp_mb__after_unlock_lock();
1424         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1425         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1430  */
1431 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1432 {
1433         struct rcu_data *rdp;
1434         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1435
1436         rcu_bind_gp_kthread();
1437         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1438         smp_mb__after_unlock_lock();
1439         if (rsp->gp_flags == 0) {
1440                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1441                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1442                 return 0;
1443         }
1444         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1445
1446         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1447                 /*
1448                  * Grace period already in progress, don't start another.
1449                  * Not supposed to be able to happen.
1450                  */
1451                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1452                 return 0;
1453         }
1454
1455         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1456         record_gp_stall_check_time(rsp);
1457         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1458         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1459         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1460         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1461
1462         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1463         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1464         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1465
1466         /*
1467          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1468          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1469          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1470          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1471          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1472          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1473          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1474          * CPU-hotplug operations.
1475          *
1476          * The grace period cannot complete until the initialization
1477          * process finishes, because this kthread handles both.
1478          */
1479         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1480                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1481                 smp_mb__after_unlock_lock();
1482                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1483                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1484                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1485                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1486                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1487                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1488                 if (rnp == rdp->mynode)
1489                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1490                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1491                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1492                                             rnp->level, rnp->grplo,
1493                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1494                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1495 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1496                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1497                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1498                         udelay(200);
1499 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1500                 cond_resched();
1501         }
1502
1503         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1504         return 1;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Do one round of quiescent-state forcing.
1509  */
1510 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1511 {
1512         int fqs_state = fqs_state_in;
1513         bool isidle = false;
1514         unsigned long maxj;
1515         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1516
1517         rsp->n_force_qs++;
1518         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1519                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1520                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1521                         isidle = 1;
1522                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1523                 }
1524                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1525                              &isidle, &maxj);
1526                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1527                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1528         } else {
1529                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1530                 isidle = 0;
1531                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1532         }
1533         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1534         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1535                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1536                 smp_mb__after_unlock_lock();
1537                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1538                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1539         }
1540         return fqs_state;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Clean up after the old grace period.
1545  */
1546 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1547 {
1548         unsigned long gp_duration;
1549         int nocb = 0;
1550         struct rcu_data *rdp;
1551         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1552
1553         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1554         smp_mb__after_unlock_lock();
1555         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1556         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1557                 rsp->gp_max = gp_duration;
1558
1559         /*
1560          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1561          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1562          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1563          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1564          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1565          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1566          */
1567         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1568
1569         /*
1570          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1571          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1572          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1573          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1574          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1575          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1576          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1577          */
1578         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1579                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1580                 smp_mb__after_unlock_lock();
1581                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1582                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1583                 if (rnp == rdp->mynode)
1584                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1585                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1586                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1587                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1588                 cond_resched();
1589         }
1590         rnp = rcu_get_root(rsp);
1591         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1592         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1593         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1594
1595         /* Declare grace period done. */
1596         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1597         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1598         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1599         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1600         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1601         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1602                 rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1603                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1604                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1605                                        TPS("newreq"));
1606         }
1607         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Body of kthread that handles grace periods.
1612  */
1613 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1614 {
1615         int fqs_state;
1616         int gf;
1617         unsigned long j;
1618         int ret;
1619         struct rcu_state *rsp = arg;
1620         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1621
1622         for (;;) {
1623
1624                 /* Handle grace-period start. */
1625                 for (;;) {
1626                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1627                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1628                                                TPS("reqwait"));
1629                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1630                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1631                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1632                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1633                         if (rcu_gp_init(rsp))
1634                                 break;
1635                         cond_resched();
1636                         flush_signals(current);
1637                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1638                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1639                                                TPS("reqwaitsig"));
1640                 }
1641
1642                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1643                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1644                 j = jiffies_till_first_fqs;
1645                 if (j > HZ) {
1646                         j = HZ;
1647                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1648                 }
1649                 ret = 0;
1650                 for (;;) {
1651                         if (!ret)
1652                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1653                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1654                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1655                                                TPS("fqswait"));
1656                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1657                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1658                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1659                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1660                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1661                                         j);
1662                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1663                         /* If grace period done, leave loop. */
1664                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1665                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1666                                 break;
1667                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1668                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1669                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1670                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1671                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1672                                                        TPS("fqsstart"));
1673                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1674                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1675                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1676                                                        TPS("fqsend"));
1677                                 cond_resched();
1678                         } else {
1679                                 /* Deal with stray signal. */
1680                                 cond_resched();
1681                                 flush_signals(current);
1682                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1683                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1684                                                        TPS("fqswaitsig"));
1685                         }
1686                         j = jiffies_till_next_fqs;
1687                         if (j > HZ) {
1688                                 j = HZ;
1689                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1690                         } else if (j < 1) {
1691                                 j = 1;
1692                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1693                         }
1694                 }
1695
1696                 /* Handle grace-period end. */
1697                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1698         }
1699 }
1700
1701 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1702 {
1703         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1704
1705         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1706         wake_up(&rsp->gp_wq);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1711  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1712  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1713  *
1714  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1715  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1716  * quiescent state.
1717  */
1718 static void
1719 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1720                       struct rcu_data *rdp)
1721 {
1722         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1723                 /*
1724                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1725                  * task, this CPU does not need another grace period,
1726                  * or a grace period is already in progress.
1727                  * Either way, don't start a new grace period.
1728                  */
1729                 return;
1730         }
1731         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1732         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1733                                TPS("newreq"));
1734
1735         /*
1736          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1737          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1738          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1739          * up the running kthread.
1740          */
1741         if (current != rsp->gp_kthread)
1742                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1747  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1748  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1749  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1750  * that is encountered beforehand.
1751  */
1752 static void
1753 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1754 {
1755         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1756         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1757
1758         /*
1759          * If there is no grace period in progress right now, any
1760          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1761          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1762          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1763          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1764          * then start the grace period!
1765          */
1766         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1767         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1772  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1773  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1774  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1775  * is released before return.
1776  */
1777 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1778         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1779 {
1780         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1781         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1782         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1787  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1788  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1789  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1790  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1791  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1792  */
1793 static void
1794 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1795                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1796         __releases(rnp->lock)
1797 {
1798         struct rcu_node *rnp_c;
1799
1800         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1801         for (;;) {
1802                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1803
1804                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1805                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1806                         return;
1807                 }
1808                 rnp->qsmask &= ~mask;
1809                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1810                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1811                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1812                                                  !!rnp->gp_tasks);
1813                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1814
1815                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1816                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1817                         return;
1818                 }
1819                 mask = rnp->grpmask;
1820                 if (rnp->parent == NULL) {
1821
1822                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1823
1824                         break;
1825                 }
1826                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1827                 rnp_c = rnp;
1828                 rnp = rnp->parent;
1829                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1830                 smp_mb__after_unlock_lock();
1831                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1832         }
1833
1834         /*
1835          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1836          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1837          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1838          */
1839         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1844  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1845  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1846  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1847  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1848  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1849  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1850  */
1851 static void
1852 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1853 {
1854         unsigned long flags;
1855         unsigned long mask;
1856         struct rcu_node *rnp;
1857
1858         rnp = rdp->mynode;
1859         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1860         smp_mb__after_unlock_lock();
1861         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1862             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1863
1864                 /*
1865                  * The grace period in which this quiescent state was
1866                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1867                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1868                  * within the current grace period.
1869                  */
1870                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1871                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1872                 return;
1873         }
1874         mask = rdp->grpmask;
1875         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1876                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1877         } else {
1878                 rdp->qs_pending = 0;
1879
1880                 /*
1881                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1882                  * callbacks can be processed during the next GP.
1883                  */
1884                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1885
1886                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1887         }
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1892  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1893  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1894  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1895  */
1896 static void
1897 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1898 {
1899         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1900         note_gp_changes(rsp, rdp);
1901
1902         /*
1903          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1904          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1905          */
1906         if (!rdp->qs_pending)
1907                 return;
1908
1909         /*
1910          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1911          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1912          */
1913         if (!rdp->passed_quiesce)
1914                 return;
1915
1916         /*
1917          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1918          * judge of that).
1919          */
1920         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1921 }
1922
1923 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1924
1925 /*
1926  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1927  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1928  * ->orphan_lock.
1929  */
1930 static void
1931 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1932                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1933 {
1934         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1935         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1936                 return;
1937
1938         /*
1939          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1940          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1941          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1942          */
1943         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1944                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1945                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1946                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1947                 rdp->qlen_lazy = 0;
1948                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1949         }
1950
1951         /*
1952          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1953          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1954          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1955          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1956          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1957          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1958          * we just reset the whole thing later on.
1959          */
1960         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1961                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1962                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1963                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1964         }
1965
1966         /*
1967          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1968          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1969          * required to pass though another grace period: They are done.
1970          */
1971         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1972                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1973                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1974         }
1975
1976         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1977         init_callback_list(rdp);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1982  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1983  */
1984 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1985 {
1986         int i;
1987         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1988
1989         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1990         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
1991                 return;
1992
1993         /* Do the accounting first. */
1994         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1995         rdp->qlen += rsp->qlen;
1996         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1997         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1998                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1999         rsp->qlen_lazy = 0;
2000         rsp->qlen = 0;
2001
2002         /*
2003          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2004          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2005          * we are the task doing the rcu_barrier().
2006          */
2007
2008         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2009         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2010                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2011                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2012                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2013                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2014                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2015                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2016                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2017         }
2018
2019         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2020         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2021                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2022                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2023                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2024                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2025         }
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2030  */
2031 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2032 {
2033         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2034         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2035         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2036
2037         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2038         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2039                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2040                                TPS("cpuofl"));
2041 }
2042
2043 /*
2044  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2045  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2046  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2047  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2048  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2049  */
2050 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2051 {
2052         unsigned long flags;
2053         unsigned long mask;
2054         int need_report = 0;
2055         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2056         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2057
2058         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2059         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2060
2061         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2062
2063         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2064         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2065         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2066
2067         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2068         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2069         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2070
2071         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2072         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2073         do {
2074                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2075                 smp_mb__after_unlock_lock();
2076                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2077                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2078                         if (rnp != rdp->mynode)
2079                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2080                         break;
2081                 }
2082                 if (rnp == rdp->mynode)
2083                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2084                 else
2085                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2086                 mask = rnp->grpmask;
2087                 rnp = rnp->parent;
2088         } while (rnp != NULL);
2089
2090         /*
2091          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2092          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2093          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2094          * held leads to deadlock.
2095          */
2096         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2097         rnp = rdp->mynode;
2098         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2099                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2100         else
2101                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2102         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2103                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2104         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2105                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2106                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2107         init_callback_list(rdp);
2108         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2109         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2110         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2111 }
2112
2113 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2114
2115 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2116 {
2117 }
2118
2119 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2120 {
2121 }
2122
2123 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2124
2125 /*
2126  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2127  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2128  */
2129 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2130 {
2131         unsigned long flags;
2132         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2133         long bl, count, count_lazy;
2134         int i;
2135
2136         /* If no callbacks are ready, just return. */
2137         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2138                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2139                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2140                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2141                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2142                 return;
2143         }
2144
2145         /*
2146          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2147          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2148          */
2149         local_irq_save(flags);
2150         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2151         bl = rdp->blimit;
2152         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2153         list = rdp->nxtlist;
2154         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2155         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2156         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2157         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2158                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2159                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2160         local_irq_restore(flags);
2161
2162         /* Invoke callbacks. */
2163         count = count_lazy = 0;
2164         while (list) {
2165                 next = list->next;
2166                 prefetch(next);
2167                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2168                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2169                         count_lazy++;
2170                 list = next;
2171                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2172                 if (++count >= bl &&
2173                     (need_resched() ||
2174                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2175                         break;
2176         }
2177
2178         local_irq_save(flags);
2179         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2180                             is_idle_task(current),
2181                             rcu_is_callbacks_kthread());
2182
2183         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2184         if (list != NULL) {
2185                 *tail = rdp->nxtlist;
2186                 rdp->nxtlist = list;
2187                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2188                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2189                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2190                         else
2191                                 break;
2192         }
2193         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2194         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2195         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2196         rdp->n_cbs_invoked += count;
2197
2198         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2199         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2200                 rdp->blimit = blimit;
2201
2202         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2203         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2204                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2205                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2206         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2207                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2208         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2209
2210         local_irq_restore(flags);
2211
2212         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2213         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2214                 invoke_rcu_core();
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2219  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2220  * Also schedule RCU core processing.
2221  *
2222  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2223  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2224  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2225  */
2226 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2227 {
2228         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2229         increment_cpu_stall_ticks();
2230         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2231
2232                 /*
2233                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2234                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2235                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2236                  * a quiescent state, so note it.
2237                  *
2238                  * No memory barrier is required here because both
2239                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2240                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2241                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2242                  */
2243
2244                 rcu_sched_qs(cpu);
2245                 rcu_bh_qs(cpu);
2246
2247         } else if (!in_softirq()) {
2248
2249                 /*
2250                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2251                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2252                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2253                  * critical section, so note it.
2254                  */
2255
2256                 rcu_bh_qs(cpu);
2257         }
2258         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2259         if (rcu_pending(cpu))
2260                 invoke_rcu_core();
2261         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2266  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2267  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2268  *
2269  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2270  */
2271 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2272                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2273                                   unsigned long *maxj),
2274                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2275 {
2276         unsigned long bit;
2277         int cpu;
2278         unsigned long flags;
2279         unsigned long mask;
2280         struct rcu_node *rnp;
2281
2282         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2283                 cond_resched();
2284                 mask = 0;
2285                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2286                 smp_mb__after_unlock_lock();
2287                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2288                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2289                         return;
2290                 }
2291                 if (rnp->qsmask == 0) {
2292                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2293                         continue;
2294                 }
2295                 cpu = rnp->grplo;
2296                 bit = 1;
2297                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2298                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2299                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2300                                         *isidle = 0;
2301                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2302                                         mask |= bit;
2303                         }
2304                 }
2305                 if (mask != 0) {
2306
2307                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2308                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2309                         continue;
2310                 }
2311                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2312         }
2313         rnp = rcu_get_root(rsp);
2314         if (rnp->qsmask == 0) {
2315                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2316                 smp_mb__after_unlock_lock();
2317                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2318         }
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2323  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2324  */
2325 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2326 {
2327         unsigned long flags;
2328         bool ret;
2329         struct rcu_node *rnp;
2330         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2331
2332         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2333         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2334         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2335                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2336                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2337                 if (rnp_old != NULL)
2338                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2339                 if (ret) {
2340                         ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2341                         return;
2342                 }
2343                 rnp_old = rnp;
2344         }
2345         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2346
2347         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2348         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2349         smp_mb__after_unlock_lock();
2350         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2351         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2352                 ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2353                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2354                 return;  /* Someone beat us to it. */
2355         }
2356         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2357         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2358         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2359 }
2360
2361 /*
2362  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2363  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2364  * whom the rdp belongs.
2365  */
2366 static void
2367 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2368 {
2369         unsigned long flags;
2370         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2371
2372         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2373
2374         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2375         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2376
2377         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2378         local_irq_save(flags);
2379         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2380                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2381                 rcu_start_gp(rsp);
2382                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2383         } else {
2384                 local_irq_restore(flags);
2385         }
2386
2387         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2388         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2389                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2390
2391         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2392         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Do RCU core processing for the current CPU.
2397  */
2398 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2399 {
2400         struct rcu_state *rsp;
2401
2402         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2403                 return;
2404         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2405         for_each_rcu_flavor(rsp)
2406                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2407         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2412  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2413  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2414  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2415  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2416  */
2417 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2418 {
2419         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2420                 return;
2421         if (likely(!rsp->boost)) {
2422                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2423                 return;
2424         }
2425         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2426 }
2427
2428 static void invoke_rcu_core(void)
2429 {
2430         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2431                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2436  */
2437 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2438                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2439 {
2440         /*
2441          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2442          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2443          */
2444         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2445                 invoke_rcu_core();
2446
2447         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2448         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2449                 return;
2450
2451         /*
2452          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2453          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2454          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2455          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2456          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2457          */
2458         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2459
2460                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2461                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2462
2463                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2464                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2465                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2466
2467                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2468                         smp_mb__after_unlock_lock();
2469                         rcu_start_gp(rsp);
2470                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2471                 } else {
2472                         /* Give the grace period a kick. */
2473                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2474                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2475                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2476                                 force_quiescent_state(rsp);
2477                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2478                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2479                 }
2480         }
2481 }
2482
2483 /*
2484  * RCU callback function to leak a callback.
2485  */
2486 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2487 {
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2492  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2493  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2494  * is expected to specify a CPU.
2495  */
2496 static void
2497 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2498            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2499 {
2500         unsigned long flags;
2501         struct rcu_data *rdp;
2502
2503         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2504         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2505                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2506                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2507                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2508                 return;
2509         }
2510         head->func = func;
2511         head->next = NULL;
2512
2513         /*
2514          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2515          * Note that we might see a beginning right after we see an
2516          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2517          * a quiescent state betweentimes.
2518          */
2519         local_irq_save(flags);
2520         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2521
2522         /* Add the callback to our list. */
2523         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2524                 int offline;
2525
2526                 if (cpu != -1)
2527                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2528                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2529                 WARN_ON_ONCE(offline);
2530                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2531                 local_irq_restore(flags);
2532                 return;
2533         }
2534         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2535         if (lazy)
2536                 rdp->qlen_lazy++;
2537         else
2538                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2539         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2540         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2541         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2542
2543         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2544                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2545                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2546         else
2547                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2548
2549         /* Go handle any RCU core processing required. */
2550         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2551         local_irq_restore(flags);
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2556  */
2557 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2558 {
2559         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2562
2563 /*
2564  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2565  */
2566 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2567 {
2568         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2571
2572 /*
2573  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2574  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2575  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2576  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2577  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2578  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2579  * some overhead: RCU still operates correctly.
2580  */
2581 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2582 {
2583         int ret;
2584
2585         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2586         preempt_disable();
2587         ret = num_online_cpus() <= 1;
2588         preempt_enable();
2589         return ret;
2590 }
2591
2592 /**
2593  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2594  *
2595  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2596  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2597  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2598  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2599  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2600  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2601  * rcu_read_lock_sched().
2602  *
2603  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2604  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2605  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2606  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2607  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2608  *
2609  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2610  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2611  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2612  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2613  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2614  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2615  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2616  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2617  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2618  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2619  * that are executing in the kernel.
2620  *
2621  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2622  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2623  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2624  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2625  * again only if the system has more than one CPU).
2626  *
2627  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2628  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2629  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2630  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2631  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2632  */
2633 void synchronize_sched(void)
2634 {
2635         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2636                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2637                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2638                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2639         if (rcu_blocking_is_gp())
2640                 return;
2641         if (rcu_expedited)
2642                 synchronize_sched_expedited();
2643         else
2644                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2645 }
2646 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2647
2648 /**
2649  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2650  *
2651  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2652  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2653  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2654  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2655  * and may be nested.
2656  *
2657  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2658  * on memory ordering guarantees.
2659  */
2660 void synchronize_rcu_bh(void)
2661 {
2662         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2663                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2664                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2665                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2666         if (rcu_blocking_is_gp())
2667                 return;
2668         if (rcu_expedited)
2669                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2670         else
2671                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2672 }
2673 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2674
2675 /**
2676  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2677  *
2678  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2679  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2680  * meantime.
2681  */
2682 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2683 {
2684         /*
2685          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2686          * before the load from ->gpnum.
2687          */
2688         smp_mb();  /* ^^^ */
2689
2690         /*
2691          * Make sure this load happens before the purportedly
2692          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2693          * and cond_synchronize_rcu().
2694          */
2695         return smp_load_acquire(&rcu_state->gpnum);
2696 }
2697 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2698
2699 /**
2700  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2701  *
2702  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2703  *
2704  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2705  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2706  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2707  *
2708  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2709  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2710  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2711  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2712  */
2713 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2714 {
2715         unsigned long newstate;
2716
2717         /*
2718          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2719          * actions the caller might carry out after we return.
2720          */
2721         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state->completed);
2722         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2723                 synchronize_rcu();
2724 }
2725 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2726
2727 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2728 {
2729         /*
2730          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2731          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2732          * time that it returns.
2733          *
2734          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2735          * above condition is already met when the control reaches
2736          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2737          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2738          * robustness against future implementation changes.
2739          */
2740         smp_mb(); /* See above comment block. */
2741         return 0;
2742 }
2743
2744 /**
2745  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2746  *
2747  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2748  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2749  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2750  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2751  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2752  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2753  * synchronize_sched() instead.
2754  *
2755  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2756  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2757  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2758  * these restriction will result in deadlock.
2759  *
2760  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2761  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2762  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2763  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2764  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2765  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2766  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2767  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2768  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2769  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2770  *
2771  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2772  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2773  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2774  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2775  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2776  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2777  * doing our work for us.
2778  *
2779  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2780  */
2781 void synchronize_sched_expedited(void)
2782 {
2783         long firstsnap, s, snap;
2784         int trycount = 0;
2785         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2786
2787         /*
2788          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2789          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2790          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2791          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2792          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2793          * course be required on a 64-bit system.
2794          */
2795         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2796                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2797                          ULONG_MAX / 8)) {
2798                 synchronize_sched();
2799                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2800                 return;
2801         }
2802
2803         /*
2804          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2805          * full memory barrier.
2806          */
2807         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2808         firstsnap = snap;
2809         get_online_cpus();
2810         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2811
2812         /*
2813          * Each pass through the following loop attempts to force a
2814          * context switch on each CPU.
2815          */
2816         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2817                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2818                              NULL) == -EAGAIN) {
2819                 put_online_cpus();
2820                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2821
2822                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2823                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2824                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2825                         /* ensure test happens before caller kfree */
2826                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2827                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2828                         return;
2829                 }
2830
2831                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2832                 if (trycount++ < 10) {
2833                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2834                 } else {
2835                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2836                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2837                         return;
2838                 }
2839
2840                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2841                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2842                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2843                         /* ensure test happens before caller kfree */
2844                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2845                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2846                         return;
2847                 }
2848
2849                 /*
2850                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2851                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2852                  * after they started, so our grace period works for them,
2853                  * and they started after our first try, so their grace
2854                  * period works for us.
2855                  */
2856                 get_online_cpus();
2857                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2858                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2859         }
2860         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2861
2862         /*
2863          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2864          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2865          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2866          * than we did already did their update.
2867          */
2868         do {
2869                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2870                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2871                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2872                         /* ensure test happens before caller kfree */
2873                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2874                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2875                         break;
2876                 }
2877         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2878         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2879
2880         put_online_cpus();
2881 }
2882 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2883
2884 /*
2885  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2886  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2887  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2888  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2889  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2890  */
2891 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2892 {
2893         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2894
2895         rdp->n_rcu_pending++;
2896
2897         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2898         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2899
2900         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2901         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
2902                 return 0;
2903
2904         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2905         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2906             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2907                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2908         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2909                 rdp->n_rp_report_qs++;
2910                 return 1;
2911         }
2912
2913         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2914         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2915                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2916                 return 1;
2917         }
2918
2919         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2920         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2921                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2922                 return 1;
2923         }
2924
2925         /* Has another RCU grace period completed?  */
2926         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2927                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2928                 return 1;
2929         }
2930
2931         /* Has a new RCU grace period started? */
2932         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2933                 rdp->n_rp_gp_started++;
2934                 return 1;
2935         }
2936
2937         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2938         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2939                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
2940                 return 1;
2941         }
2942
2943         /* nothing to do */
2944         rdp->n_rp_need_nothing++;
2945         return 0;
2946 }
2947
2948 /*
2949  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2950  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2951  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2952  */
2953 static int rcu_pending(int cpu)
2954 {
2955         struct rcu_state *rsp;
2956
2957         for_each_rcu_flavor(rsp)
2958                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2959                         return 1;
2960         return 0;
2961 }
2962
2963 /*
2964  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2965  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2966  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2967  */
2968 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2969 {
2970         bool al = true;
2971         bool hc = false;
2972         struct rcu_data *rdp;
2973         struct rcu_state *rsp;
2974
2975         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2976                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2977                 if (!rdp->nxtlist)
2978                         continue;
2979                 hc = true;
2980                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
2981                         al = false;
2982                         break;
2983                 }
2984         }
2985         if (all_lazy)
2986                 *all_lazy = al;
2987         return hc;
2988 }
2989
2990 /*
2991  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2992  * the compiler is expected to optimize this away.
2993  */
2994 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2995                                int cpu, unsigned long done)
2996 {
2997         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2998                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3003  * up the task executing _rcu_barrier().
3004  */
3005 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3006 {
3007         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3008         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3009
3010         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3011                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3012                 complete(&rsp->barrier_completion);
3013         } else {
3014                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3015         }
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3020  */
3021 static void rcu_barrier_func(void *type)
3022 {
3023         struct rcu_state *rsp = type;
3024         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
3025
3026         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3027         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3028         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3033  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3034  */
3035 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3036 {
3037         int cpu;
3038         struct rcu_data *rdp;
3039         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3040         unsigned long snap_done;
3041
3042         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3043
3044         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3045         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3046
3047         /*
3048          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3049          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3050          */
3051         smp_mb();  /* See above block comment. */
3052
3053         /*
3054          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3055          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3056          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3057          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3058          */
3059         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3060         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3061
3062         /*
3063          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3064          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3065          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3066          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3067          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3068          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3069          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3070          * this for us (thank you, Linus!).
3071          */
3072         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3073                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3074                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3075                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3076                 return;
3077         }
3078
3079         /*
3080          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3081          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3082          * the increment to precede the early-exit check.
3083          */
3084         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3085         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3086         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3087         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3088
3089         /*
3090          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3091          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3092          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3093          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3094          */
3095         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3096         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3097         get_online_cpus();
3098
3099         /*
3100          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3101          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3102          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3103          */
3104         for_each_possible_cpu(cpu) {
3105                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3106                         continue;
3107                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3108                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3109                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3110                                            rsp->n_barrier_done);
3111                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3112                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3113                                    rsp, cpu, 0);
3114                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3115                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3116                                            rsp->n_barrier_done);
3117                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3118                 } else {
3119                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3120                                            rsp->n_barrier_done);
3121                 }
3122         }
3123         put_online_cpus();
3124
3125         /*
3126          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3127          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3128          */
3129         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3130                 complete(&rsp->barrier_completion);
3131
3132         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3133         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3134         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3135         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3136         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3137         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3138
3139         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3140         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3141
3142         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3143         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3144 }
3145
3146 /**
3147  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3148  */
3149 void rcu_barrier_bh(void)
3150 {
3151         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3152 }
3153 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3154
3155 /**
3156  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3157  */
3158 void rcu_barrier_sched(void)
3159 {
3160         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3161 }
3162 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3163
3164 /*
3165  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3166  */
3167 static void __init
3168 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3169 {
3170         unsigned long flags;
3171         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3172         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3173
3174         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3175         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3176         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3177         init_callback_list(rdp);
3178         rdp->qlen_lazy = 0;
3179         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3180         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3181         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3182         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3183         rdp->cpu = cpu;
3184         rdp->rsp = rsp;
3185         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3186         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3187 }
3188
3189 /*
3190  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3191  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3192  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3193  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3194  */
3195 static void
3196 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
3197 {
3198         unsigned long flags;
3199         unsigned long mask;
3200         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3201         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3202
3203         /* Exclude new grace periods. */
3204         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3205
3206         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3207         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3208         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3209         rdp->preemptible = preemptible;
3210         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3211         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3212         rdp->blimit = blimit;
3213         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3214         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3215         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3216         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3217                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3218         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3219
3220         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3221         rnp = rdp->mynode;
3222         mask = rdp->grpmask;
3223         do {
3224                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3225                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3226                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3227                 mask = rnp->grpmask;
3228                 if (rnp == rdp->mynode) {
3229                         /*
3230                          * If there is a grace period in progress, we will
3231                          * set up to wait for it next time we run the
3232                          * RCU core code.
3233                          */
3234                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3235                         rdp->completed = rnp->completed;
3236                         rdp->passed_quiesce = 0;
3237                         rdp->qs_pending = 0;
3238                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3239                 }
3240                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3241                 rnp = rnp->parent;
3242         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3243         local_irq_restore(flags);
3244
3245         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3246 }
3247
3248 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3249 {
3250         struct rcu_state *rsp;
3251
3252         for_each_rcu_flavor(rsp)
3253                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3254                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3255 }
3256
3257 /*
3258  * Handle CPU online/offline notification events.
3259  */
3260 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3261                                     unsigned long action, void *hcpu)
3262 {
3263         long cpu = (long)hcpu;
3264         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3265         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3266         struct rcu_state *rsp;
3267
3268         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3269         switch (action) {
3270         case CPU_UP_PREPARE:
3271         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3272                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3273                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3274                 break;
3275         case CPU_ONLINE:
3276         case CPU_DOWN_FAILED:
3277                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3278                 break;
3279         case CPU_DOWN_PREPARE:
3280                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3281                 break;
3282         case CPU_DYING:
3283         case CPU_DYING_FROZEN:
3284                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3285                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3286                 break;
3287         case CPU_DEAD:
3288         case CPU_DEAD_FROZEN:
3289         case CPU_UP_CANCELED:
3290         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3291                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3292                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3293                 break;
3294         default:
3295                 break;
3296         }
3297         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3298         return NOTIFY_OK;
3299 }
3300
3301 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3302                          unsigned long action, void *hcpu)
3303 {
3304         switch (action) {
3305         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3306         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3307                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3308                         rcu_expedited = 1;
3309                 break;
3310         case PM_POST_HIBERNATION:
3311         case PM_POST_SUSPEND:
3312                 rcu_expedited = 0;
3313                 break;
3314         default:
3315                 break;
3316         }
3317         return NOTIFY_OK;
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3322  */
3323 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3324 {
3325         unsigned long flags;
3326         struct rcu_node *rnp;
3327         struct rcu_state *rsp;
3328         struct task_struct *t;
3329
3330         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3331                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3332                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3333                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3334                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3335                 rsp->gp_kthread = t;
3336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3337                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3338         }
3339         return 0;
3340 }
3341 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3342
3343 /*
3344  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3345  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3346  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3347  * task is booting the system).  After this function is called, the
3348  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3349  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3350  */
3351 void rcu_scheduler_starting(void)
3352 {
3353         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3354         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3355         rcu_scheduler_active = 1;
3356 }
3357
3358 /*
3359  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3360  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3361  */
3362 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3363 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3364 {
3365         int i;
3366
3367         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3368         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3369                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3370 }
3371 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3372 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3373 {
3374         int ccur;
3375         int cprv;
3376         int i;
3377
3378         cprv = nr_cpu_ids;
3379         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3380                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3381                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3382                 cprv = ccur;
3383         }
3384 }
3385 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3386
3387 /*
3388  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3389  */
3390 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3391                 struct rcu_data __percpu *rda)
3392 {
3393         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3394                                "rcu_node_1",
3395                                "rcu_node_2",
3396                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3397         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3398                                "rcu_node_fqs_1",
3399                                "rcu_node_fqs_2",
3400                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3401         int cpustride = 1;
3402         int i;
3403         int j;
3404         struct rcu_node *rnp;
3405
3406         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3407
3408         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3409         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3410                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3411
3412         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3413
3414         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3415                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3416         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3417                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3418         rcu_init_levelspread(rsp);
3419
3420         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3421
3422         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3423                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3424                 rnp = rsp->level[i];
3425                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3426                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3427                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3428                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3429                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3430                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3431                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3432                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3433                         rnp->completed = rsp->completed;
3434                         rnp->qsmask = 0;
3435                         rnp->qsmaskinit = 0;
3436                         rnp->grplo = j * cpustride;
3437                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3438                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3439                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3440                         if (i == 0) {
3441                                 rnp->grpnum = 0;
3442                                 rnp->grpmask = 0;
3443                                 rnp->parent = NULL;
3444                         } else {
3445                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3446                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3447                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3448                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3449                         }
3450                         rnp->level = i;
3451                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3452                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3453                 }
3454         }
3455
3456         rsp->rda = rda;
3457         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3458         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3459         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3460         for_each_possible_cpu(i) {
3461                 while (i > rnp->grphi)
3462                         rnp++;
3463                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3464                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3465         }
3466         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3467 }
3468
3469 /*
3470  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3471  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3472  * the ->node array in the rcu_state structure.
3473  */
3474 static void __init rcu_init_geometry(void)
3475 {
3476         ulong d;
3477         int i;
3478         int j;
3479         int n = nr_cpu_ids;
3480         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3481
3482         /*
3483          * Initialize any unspecified boot parameters.
3484          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3485          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3486          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3487          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3488          */
3489         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3490         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3491                 jiffies_till_first_fqs = d;
3492         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3493                 jiffies_till_next_fqs = d;
3494
3495         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3496         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3497             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3498                 return;
3499         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3500                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3501
3502         /*
3503          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3504          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3505          * some of the arithmetic easier.
3506          */
3507         rcu_capacity[0] = 1;
3508         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3509         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3510                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3511
3512         /*
3513          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3514          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3515          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3516          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3517          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3518          * compile-time values if these limits are exceeded.
3519          */
3520         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3521             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3522             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3523                 WARN_ON(1);
3524                 return;
3525         }
3526
3527         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3528         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3529                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3530                         for (j = 0; j <= i; j++)
3531                                 num_rcu_lvl[j] =
3532                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3533                         rcu_num_lvls = i;
3534                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3535                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3536                         break;
3537                 }
3538
3539         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3540         rcu_num_nodes = 0;
3541         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3542                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3543         rcu_num_nodes -= n;
3544 }
3545
3546 void __init rcu_init(void)
3547 {
3548         int cpu;
3549
3550         rcu_bootup_announce();
3551         rcu_init_geometry();
3552         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3553         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3554         __rcu_init_preempt();
3555         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3556
3557         /*
3558          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3559          * this is called early in boot, before either interrupts
3560          * or the scheduler are operational.
3561          */
3562         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3563         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3564         for_each_online_cpu(cpu)
3565                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3566 }
3567
3568 #include "tree_plugin.h"