Merge remote-tracking branch 'regulator/fix/dbx500' into regulator-linus
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / rcutree.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, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
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/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79         .abbr = sabbr, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state =
83         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
85
86 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
88
89 static struct rcu_state *rcu_state;
90 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
91
92 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
93 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
94 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
95 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
96 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
97         NUM_RCU_LVL_0,
98         NUM_RCU_LVL_1,
99         NUM_RCU_LVL_2,
100         NUM_RCU_LVL_3,
101         NUM_RCU_LVL_4,
102 };
103 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
104
105 /*
106  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
107  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
108  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
110  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
111  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
112  * positives from lockdep-RCU error checking.
113  */
114 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
119  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
120  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
121  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
122  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
123  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
124  *
125  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
126  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
127  * a time.
128  */
129 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
130
131 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
132
133 /*
134  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
135  * handle all flavors of RCU.
136  */
137 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
139 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
140 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
141
142 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
143
144 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
145 static void invoke_rcu_core(void);
146 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
147
148 /*
149  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
150  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
151  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
152  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
153  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
154  * These variables enable correlating rcutorture output with the
155  * RCU tracing information.
156  */
157 unsigned long rcutorture_testseq;
158 unsigned long rcutorture_vernum;
159
160 /*
161  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
162  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
163  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
164  */
165 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
166 {
167         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
168 }
169
170 /*
171  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
172  * how many quiescent states passed, just if there was at least
173  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
174  * The caller must have disabled preemption.
175  */
176 void rcu_sched_qs(int cpu)
177 {
178         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
179
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         if (rdp->passed_quiesce == 0)
190                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
191         rdp->passed_quiesce = 1;
192 }
193
194 /*
195  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
196  * and requires special handling for preemptible RCU.
197  * The caller must have disabled preemption.
198  */
199 void rcu_note_context_switch(int cpu)
200 {
201         trace_rcu_utilization("Start context switch");
202         rcu_sched_qs(cpu);
203         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, long, 0444);
218 module_param(qhimark, long, 0444);
219 module_param(qlowmark, long, 0444);
220
221 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
223
224 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
225 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
226
227 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
228                                   struct rcu_data *rdp);
229 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
230 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
231 static int rcu_pending(int cpu);
232
233 /*
234  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
235  */
236 long rcu_batches_completed_sched(void)
237 {
238         return rcu_sched_state.completed;
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
241
242 /*
243  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
244  */
245 long rcu_batches_completed_bh(void)
246 {
247         return rcu_bh_state.completed;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
250
251 /*
252  * Force a quiescent state for RCU BH.
253  */
254 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
255 {
256         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
259
260 /*
261  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
262  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
263  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
264  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
265  * store this state in rcutorture itself.
266  */
267 void rcutorture_record_test_transition(void)
268 {
269         rcutorture_testseq++;
270         rcutorture_vernum = 0;
271 }
272 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
273
274 /*
275  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
276  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
277  * messages.
278  */
279 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
280 {
281         rcutorture_vernum++;
282 }
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
284
285 /*
286  * Force a quiescent state for RCU-sched.
287  */
288 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
289 {
290         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
291 }
292 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
293
294 /*
295  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
296  */
297 static int
298 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
299 {
300         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
301                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
302 }
303
304 /*
305  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
306  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
307  * normal callback registry.
308  */
309 static int
310 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
311 {
312         int i;
313
314         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
315                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
316         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
317                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
318         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
319                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
320         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
321                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
322         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
323                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
324                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
325                                  rdp->nxtcompleted[i]))
326                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
327         return 0; /* No grace period needed. */
328 }
329
330 /*
331  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
332  */
333 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
334 {
335         return &rsp->node[0];
336 }
337
338 /*
339  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
340  *
341  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
342  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
343  * The caller must have disabled interrupts.
344  */
345 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
346                                 bool user)
347 {
348         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
349         if (!user && !is_idle_task(current)) {
350                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
351
352                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
353                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
354                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
355                           current->pid, current->comm,
356                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
357         }
358         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
359         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
360         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
361         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
362         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
363         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
364
365         /*
366          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
367          * in an RCU read-side critical section.
368          */
369         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
370                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
371         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
372                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
373         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
374                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
375 }
376
377 /*
378  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
379  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
380  */
381 static void rcu_eqs_enter(bool user)
382 {
383         long long oldval;
384         struct rcu_dynticks *rdtp;
385
386         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
387         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
388         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
389         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
390                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         else
392                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
393         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
394 }
395
396 /**
397  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
398  *
399  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
400  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
401  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
402  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
403  *
404  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
405  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
406  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
407  */
408 void rcu_idle_enter(void)
409 {
410         unsigned long flags;
411
412         local_irq_save(flags);
413         rcu_eqs_enter(false);
414         local_irq_restore(flags);
415 }
416 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
417
418 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
419 /**
420  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
421  *
422  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
423  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
424  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
425  * when the CPU runs in userspace.
426  */
427 void rcu_user_enter(void)
428 {
429         rcu_eqs_enter(1);
430 }
431
432 /**
433  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
434  * after the current irq returns.
435  *
436  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
437  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
438  * returns.
439  */
440 void rcu_user_enter_after_irq(void)
441 {
442         unsigned long flags;
443         struct rcu_dynticks *rdtp;
444
445         local_irq_save(flags);
446         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
447         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
448         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
449         rdtp->dynticks_nesting = 1;
450         local_irq_restore(flags);
451 }
452 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
453
454 /**
455  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
456  *
457  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
458  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
459  * sections can occur.
460  *
461  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
462  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
463  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
464  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
465  *
466  * Use things like work queues to work around this limitation.
467  *
468  * You have been warned.
469  */
470 void rcu_irq_exit(void)
471 {
472         unsigned long flags;
473         long long oldval;
474         struct rcu_dynticks *rdtp;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
478         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
479         rdtp->dynticks_nesting--;
480         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
481         if (rdtp->dynticks_nesting)
482                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
483         else
484                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
485         local_irq_restore(flags);
486 }
487
488 /*
489  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
490  *
491  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
492  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
493  * The caller must have disabled interrupts.
494  */
495 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
496                                int user)
497 {
498         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
499         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
500         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
501         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
502         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
503         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
504         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
505         if (!user && !is_idle_task(current)) {
506                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
507
508                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
509                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
511                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
512                           current->pid, current->comm,
513                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
514         }
515 }
516
517 /*
518  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
519  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
520  */
521 static void rcu_eqs_exit(bool user)
522 {
523         struct rcu_dynticks *rdtp;
524         long long oldval;
525
526         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
527         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
528         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
529         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
530                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
531         else
532                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
533         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
534 }
535
536 /**
537  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
538  *
539  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
540  * read-side critical sections can occur.
541  *
542  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
543  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
544  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
545  * now starting.
546  */
547 void rcu_idle_exit(void)
548 {
549         unsigned long flags;
550
551         local_irq_save(flags);
552         rcu_eqs_exit(false);
553         local_irq_restore(flags);
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
556
557 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
558 /**
559  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
560  *
561  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
562  * run a RCU read side critical section anytime.
563  */
564 void rcu_user_exit(void)
565 {
566         rcu_eqs_exit(1);
567 }
568
569 /**
570  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
571  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
572  *
573  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
574  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
575  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
576  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
577  */
578 void rcu_user_exit_after_irq(void)
579 {
580         unsigned long flags;
581         struct rcu_dynticks *rdtp;
582
583         local_irq_save(flags);
584         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
585         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
586         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
587         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
588         local_irq_restore(flags);
589 }
590 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
591
592 /**
593  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
594  *
595  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
596  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
597  * sections can occur.
598  *
599  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
600  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
601  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
602  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
603  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
604  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
605  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
606  *
607  * Use things like work queues to work around this limitation.
608  *
609  * You have been warned.
610  */
611 void rcu_irq_enter(void)
612 {
613         unsigned long flags;
614         struct rcu_dynticks *rdtp;
615         long long oldval;
616
617         local_irq_save(flags);
618         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
619         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
620         rdtp->dynticks_nesting++;
621         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
622         if (oldval)
623                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
624         else
625                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
626         local_irq_restore(flags);
627 }
628
629 /**
630  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
631  *
632  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
633  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
634  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
635  */
636 void rcu_nmi_enter(void)
637 {
638         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
639
640         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
641             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
642                 return;
643         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
644         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
645         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
646         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
647         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
648         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
649 }
650
651 /**
652  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
653  *
654  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
655  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
656  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
657  */
658 void rcu_nmi_exit(void)
659 {
660         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
661
662         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
663             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
664                 return;
665         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
666         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
667         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
668         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
669         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
670 }
671
672 /**
673  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
674  *
675  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
676  * or NMI handler, return true.
677  */
678 int rcu_is_cpu_idle(void)
679 {
680         int ret;
681
682         preempt_disable();
683         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
684         preempt_enable();
685         return ret;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
688
689 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
690
691 /*
692  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
693  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
694  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
695  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
696  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
697  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
698  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
699  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
700  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
701  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
702  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
703  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
704  * notifiers.
705  *
706  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
707  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
708  *
709  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
710  * errors from NMI handlers anyway.
711  */
712 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
713 {
714         struct rcu_data *rdp;
715         struct rcu_node *rnp;
716         bool ret;
717
718         if (in_nmi())
719                 return 1;
720         preempt_disable();
721         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
722         rnp = rdp->mynode;
723         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
724               !rcu_scheduler_fully_active;
725         preempt_enable();
726         return ret;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
729
730 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
731
732 /**
733  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
734  *
735  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
736  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
737  * disabled preemption.
738  */
739 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
740 {
741         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
742 }
743
744 /*
745  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
746  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
747  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
748  */
749 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
750 {
751         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
752         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
753 }
754
755 /*
756  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
757  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
758  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
759  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
760  */
761 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
762 {
763         unsigned int curr;
764         unsigned int snap;
765
766         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
767         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
768
769         /*
770          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
771          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
772          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
773          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
774          * read-side critical section that started before the beginning
775          * of the current RCU grace period.
776          */
777         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
778                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
779                 rdp->dynticks_fqs++;
780                 return 1;
781         }
782
783         /*
784          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
785          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
786          * state: If we see it offline even once, it has been through a
787          * quiescent state.
788          *
789          * The reason for insisting that the grace period be at least
790          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
791          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
792          * sections.
793          */
794         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
795                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
796         barrier();
797         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
798                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
799                 rdp->offline_fqs++;
800                 return 1;
801         }
802
803         /*
804          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
805          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
806          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
807          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
808          * CPU is in this state.
809          */
810         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
811
812         return 0;
813 }
814
815 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         rsp->gp_start = jiffies;
818         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
819 }
820
821 /*
822  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
823  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
824  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
825  * printed by the target CPU.
826  */
827 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
828 {
829         int cpu;
830         unsigned long flags;
831         struct rcu_node *rnp;
832
833         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
834                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
835                 if (rnp->qsmask != 0) {
836                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
837                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
838                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
839                 }
840                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
841         }
842 }
843
844 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
845 {
846         int cpu;
847         long delta;
848         unsigned long flags;
849         int ndetected = 0;
850         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
851         long totqlen = 0;
852
853         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
854
855         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
856         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
857         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
858                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
859                 return;
860         }
861         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
862         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
863
864         /*
865          * OK, time to rat on our buddy...
866          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
867          * RCU CPU stall warnings.
868          */
869         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
870                rsp->name);
871         print_cpu_stall_info_begin();
872         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
873                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
874                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
875                 if (rnp->qsmask != 0) {
876                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
877                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
878                                         print_cpu_stall_info(rsp,
879                                                              rnp->grplo + cpu);
880                                         ndetected++;
881                                 }
882                 }
883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
884         }
885
886         /*
887          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
888          * due to CPU offlining.
889          */
890         rnp = rcu_get_root(rsp);
891         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
892         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
893         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
894
895         print_cpu_stall_info_end();
896         for_each_possible_cpu(cpu)
897                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
898         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
899                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
900                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
901         if (ndetected == 0)
902                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
903         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
904                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
905
906         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
907
908         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
909
910         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
911 }
912
913 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
914 {
915         int cpu;
916         unsigned long flags;
917         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
918         long totqlen = 0;
919
920         /*
921          * OK, time to rat on ourselves...
922          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
923          * RCU CPU stall warnings.
924          */
925         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
926         print_cpu_stall_info_begin();
927         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
928         print_cpu_stall_info_end();
929         for_each_possible_cpu(cpu)
930                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
931         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
932                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
933         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
934                 dump_stack();
935
936         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
937         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
938                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
939                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
940         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
941
942         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
943 }
944
945 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
946 {
947         unsigned long j;
948         unsigned long js;
949         struct rcu_node *rnp;
950
951         if (rcu_cpu_stall_suppress)
952                 return;
953         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
954         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
955         rnp = rdp->mynode;
956         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
957             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
958
959                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
960                 print_cpu_stall(rsp);
961
962         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
963                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
964
965                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
966                 print_other_cpu_stall(rsp);
967         }
968 }
969
970 /**
971  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
972  *
973  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
974  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
975  * RCU grace periods.
976  *
977  * The caller must disable hard irqs.
978  */
979 void rcu_cpu_stall_reset(void)
980 {
981         struct rcu_state *rsp;
982
983         for_each_rcu_flavor(rsp)
984                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
985 }
986
987 /*
988  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
989  * This is used both when we started the grace period and when we notice
990  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
991  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
992  *  and must have irqs disabled.
993  */
994 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
995 {
996         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
997                 /*
998                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
999                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1000                  * go looking for one.
1001                  */
1002                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1003                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1004                 rdp->passed_quiesce = 0;
1005                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1006                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1007         }
1008 }
1009
1010 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1011 {
1012         unsigned long flags;
1013         struct rcu_node *rnp;
1014
1015         local_irq_save(flags);
1016         rnp = rdp->mynode;
1017         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1018             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1019                 local_irq_restore(flags);
1020                 return;
1021         }
1022         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1023         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1028  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1029  * on the CPU corresponding to rdp.
1030  */
1031 static int
1032 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1033 {
1034         unsigned long flags;
1035         int ret = 0;
1036
1037         local_irq_save(flags);
1038         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1039                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1040                 ret = 1;
1041         }
1042         local_irq_restore(flags);
1043         return ret;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1048  */
1049 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1050 {
1051         int i;
1052
1053         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1054                 return;
1055         rdp->nxtlist = NULL;
1056         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1057                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1062  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1063  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1064  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1065  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1066  *
1067  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1068  */
1069 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1070                                        struct rcu_node *rnp)
1071 {
1072         /*
1073          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1074          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1075          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1076          * period might have started, but just not yet gotten around
1077          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1078          */
1079         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1080                 return rnp->completed + 1;
1081
1082         /*
1083          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1084          * then the subsequent full grace period.
1085          */
1086         return rnp->completed + 2;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1091  * rcu_nocb_wait_gp().
1092  */
1093 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1094                                 unsigned long c, char *s)
1095 {
1096         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1097                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1098                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1103  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1104  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1105  *
1106  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1107  */
1108 static unsigned long __maybe_unused
1109 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1110 {
1111         unsigned long c;
1112         int i;
1113         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1114
1115         /*
1116          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1117          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1118          */
1119         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1120         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startleaf");
1121         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1122                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartleaf");
1123                 return c;
1124         }
1125
1126         /*
1127          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1128          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1129          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1130          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1131          * need to explicitly start one.
1132          */
1133         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1134             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1135                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1136                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleaf");
1137                 return c;
1138         }
1139
1140         /*
1141          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1142          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1143          * start one (if needed).
1144          */
1145         if (rnp != rnp_root)
1146                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1147
1148         /*
1149          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1150          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1151          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1152          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1153          */
1154         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1155         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1156                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1157                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1158
1159         /*
1160          * If the needed for the required grace period is already
1161          * recorded, trace and leave.
1162          */
1163         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1164                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartedroot");
1165                 goto unlock_out;
1166         }
1167
1168         /* Record the need for the future grace period. */
1169         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1170
1171         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1172         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1173                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleafroot");
1174         } else {
1175                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedroot");
1176                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1177         }
1178 unlock_out:
1179         if (rnp != rnp_root)
1180                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1181         return c;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1186  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1187  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1188  * waiting for this grace period to complete.
1189  */
1190 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1191 {
1192         int c = rnp->completed;
1193         int needmore;
1194         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1195
1196         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1197         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1198         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1199         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, needmore ? "CleanupMore" : "Cleanup");
1200         return needmore;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1205  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1206  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1207  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1208  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1209  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1210  * not hurt to call it repeatedly.
1211  *
1212  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1213  */
1214 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1215                                struct rcu_data *rdp)
1216 {
1217         unsigned long c;
1218         int i;
1219
1220         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1221         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1222                 return;
1223
1224         /*
1225          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1226          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1227          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1228          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1229          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1230          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1231          *
1232          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1233          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1234          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1235          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1236          * been assigned a ->completed number.
1237          */
1238         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1239         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1240                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1241                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1242                         break;
1243
1244         /*
1245          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1246          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1247          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1248          * be grouped into.
1249          */
1250         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1251                 return;
1252
1253         /*
1254          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1255          * full grace period and group them all in the sublist initially
1256          * indexed by "i".
1257          */
1258         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1259                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1260                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1261         }
1262         /* Record any needed additional grace periods. */
1263         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1264
1265         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1266         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1267                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1268         else
1269                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1274  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1275  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1276  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1277  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1278  *
1279  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1280  */
1281 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1282                             struct rcu_data *rdp)
1283 {
1284         int i, j;
1285
1286         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1287         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1288                 return;
1289
1290         /*
1291          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1292          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1293          */
1294         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1295                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1296                         break;
1297                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1298         }
1299         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1300         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1301                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1302
1303         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1304         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1305                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1306                         break;
1307                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1308                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1309         }
1310
1311         /* Classify any remaining callbacks. */
1312         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1317  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1318  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1319  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1320  */
1321 static void
1322 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1323 {
1324         /* Did another grace period end? */
1325         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1326
1327                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1328                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1329
1330         } else {
1331
1332                 /* Advance callbacks. */
1333                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1334
1335                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1336                 rdp->completed = rnp->completed;
1337                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1338
1339                 /*
1340                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1341                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1342                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1343                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1344                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1345                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1346                  * states we found for the old GP are now invalid.
1347                  */
1348                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1349                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1350                         rdp->passed_quiesce = 0;
1351                 }
1352
1353                 /*
1354                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1355                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1356                  */
1357                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1358                         rdp->qs_pending = 0;
1359         }
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1364  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1365  * belongs.
1366  */
1367 static void
1368 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1369 {
1370         unsigned long flags;
1371         struct rcu_node *rnp;
1372
1373         local_irq_save(flags);
1374         rnp = rdp->mynode;
1375         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1376             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1377                 local_irq_restore(flags);
1378                 return;
1379         }
1380         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1381         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1386  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1387  * this CPU.
1388  */
1389 static void
1390 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1391 {
1392         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1393         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1394
1395         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1396         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Initialize a new grace period.
1401  */
1402 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1403 {
1404         struct rcu_data *rdp;
1405         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1406
1407         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1408         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1409
1410         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1411                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1412                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1413                 return 0;
1414         }
1415
1416         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1417         rsp->gpnum++;
1418         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1419         record_gp_stall_check_time(rsp);
1420         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1421
1422         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1423         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1424
1425         /*
1426          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1427          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1428          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1429          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1430          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1431          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1432          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1433          * CPU-hotplug operations.
1434          *
1435          * The grace period cannot complete until the initialization
1436          * process finishes, because this kthread handles both.
1437          */
1438         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1439                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1440                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1441                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1442                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1443                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1444                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1445                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1446                 if (rnp == rdp->mynode)
1447                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1448                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1449                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1450                                             rnp->level, rnp->grplo,
1451                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1452                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1453 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1454                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0 &&
1455                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1456                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1457 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1458                 cond_resched();
1459         }
1460
1461         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1462         return 1;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Do one round of quiescent-state forcing.
1467  */
1468 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1469 {
1470         int fqs_state = fqs_state_in;
1471         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1472
1473         rsp->n_force_qs++;
1474         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1475                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1476                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1477                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1478         } else {
1479                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1480                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1481         }
1482         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1483         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1484                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1485                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1486                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1487         }
1488         return fqs_state;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Clean up after the old grace period.
1493  */
1494 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1495 {
1496         unsigned long gp_duration;
1497         int nocb = 0;
1498         struct rcu_data *rdp;
1499         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1500
1501         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1502         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1503         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1504                 rsp->gp_max = gp_duration;
1505
1506         /*
1507          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1508          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1509          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1510          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1511          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1512          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1513          */
1514         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1515
1516         /*
1517          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1518          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1519          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1520          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1521          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1522          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1523          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1524          */
1525         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1526                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1527                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1528                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1529                 if (rnp == rdp->mynode)
1530                         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1531                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1532                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1533                 cond_resched();
1534         }
1535         rnp = rcu_get_root(rsp);
1536         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1537         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1538
1539         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1540         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1541         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1542         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1543         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1544         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1545                 rsp->gp_flags = 1;
1546         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Body of kthread that handles grace periods.
1551  */
1552 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1553 {
1554         int fqs_state;
1555         unsigned long j;
1556         int ret;
1557         struct rcu_state *rsp = arg;
1558         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1559
1560         for (;;) {
1561
1562                 /* Handle grace-period start. */
1563                 for (;;) {
1564                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1565                                                  rsp->gp_flags &
1566                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1567                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1568                             rcu_gp_init(rsp))
1569                                 break;
1570                         cond_resched();
1571                         flush_signals(current);
1572                 }
1573
1574                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1575                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1576                 j = jiffies_till_first_fqs;
1577                 if (j > HZ) {
1578                         j = HZ;
1579                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1580                 }
1581                 for (;;) {
1582                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1583                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1584                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1585                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1586                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1587                                         j);
1588                         /* If grace period done, leave loop. */
1589                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1590                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1591                                 break;
1592                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1593                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1594                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1595                                 cond_resched();
1596                         } else {
1597                                 /* Deal with stray signal. */
1598                                 cond_resched();
1599                                 flush_signals(current);
1600                         }
1601                         j = jiffies_till_next_fqs;
1602                         if (j > HZ) {
1603                                 j = HZ;
1604                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1605                         } else if (j < 1) {
1606                                 j = 1;
1607                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1608                         }
1609                 }
1610
1611                 /* Handle grace-period end. */
1612                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1613         }
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1618  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1619  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1620  *
1621  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1622  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1623  * quiescent state.
1624  */
1625 static void
1626 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1627                       struct rcu_data *rdp)
1628 {
1629         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1630                 /*
1631                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1632                  * task, this CPU does not need another grace period,
1633                  * or a grace period is already in progress.
1634                  * Either way, don't start a new grace period.
1635                  */
1636                 return;
1637         }
1638         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1639
1640         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1641         wake_up(&rsp->gp_wq);
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1646  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1647  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1648  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1649  * that is encountered beforehand.
1650  */
1651 static void
1652 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1653 {
1654         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1655         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1656
1657         /*
1658          * If there is no grace period in progress right now, any
1659          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1660          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1661          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1662          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1663          * then start the grace period!
1664          */
1665         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1666         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1671  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1672  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1673  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1674  * is released before return.
1675  */
1676 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1677         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1678 {
1679         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1680         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1681         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1686  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1687  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1688  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1689  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1690  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1691  */
1692 static void
1693 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1694                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1695         __releases(rnp->lock)
1696 {
1697         struct rcu_node *rnp_c;
1698
1699         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1700         for (;;) {
1701                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1702
1703                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1704                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1705                         return;
1706                 }
1707                 rnp->qsmask &= ~mask;
1708                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1709                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1710                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1711                                                  !!rnp->gp_tasks);
1712                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1713
1714                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1715                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1716                         return;
1717                 }
1718                 mask = rnp->grpmask;
1719                 if (rnp->parent == NULL) {
1720
1721                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1722
1723                         break;
1724                 }
1725                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1726                 rnp_c = rnp;
1727                 rnp = rnp->parent;
1728                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1729                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1730         }
1731
1732         /*
1733          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1734          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1735          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1736          */
1737         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1742  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1743  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1744  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1745  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1746  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1747  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1748  */
1749 static void
1750 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1751 {
1752         unsigned long flags;
1753         unsigned long mask;
1754         struct rcu_node *rnp;
1755
1756         rnp = rdp->mynode;
1757         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1758         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1759             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1760
1761                 /*
1762                  * The grace period in which this quiescent state was
1763                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1764                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1765                  * within the current grace period.
1766                  */
1767                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1768                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1769                 return;
1770         }
1771         mask = rdp->grpmask;
1772         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1773                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1774         } else {
1775                 rdp->qs_pending = 0;
1776
1777                 /*
1778                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1779                  * callbacks can be processed during the next GP.
1780                  */
1781                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1782
1783                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1784         }
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1789  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1790  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1791  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1792  */
1793 static void
1794 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1795 {
1796         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1797         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1798                 return;
1799
1800         /*
1801          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1802          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1803          */
1804         if (!rdp->qs_pending)
1805                 return;
1806
1807         /*
1808          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1809          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1810          */
1811         if (!rdp->passed_quiesce)
1812                 return;
1813
1814         /*
1815          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1816          * judge of that).
1817          */
1818         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1819 }
1820
1821 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1822
1823 /*
1824  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1825  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1826  * ->orphan_lock.
1827  */
1828 static void
1829 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1830                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1831 {
1832         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1833         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1834                 return;
1835
1836         /*
1837          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1838          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1839          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1840          */
1841         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1842                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1843                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1844                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1845                 rdp->qlen_lazy = 0;
1846                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1847         }
1848
1849         /*
1850          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1851          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1852          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1853          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1854          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1855          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1856          * we just reset the whole thing later on.
1857          */
1858         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1859                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1860                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1861                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1862         }
1863
1864         /*
1865          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1866          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1867          * required to pass though another grace period: They are done.
1868          */
1869         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1870                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1871                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1872         }
1873
1874         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1875         init_callback_list(rdp);
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1880  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1881  */
1882 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1883 {
1884         int i;
1885         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1886
1887         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1888         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1889                 return;
1890
1891         /* Do the accounting first. */
1892         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1893         rdp->qlen += rsp->qlen;
1894         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1895         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1896                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1897         rsp->qlen_lazy = 0;
1898         rsp->qlen = 0;
1899
1900         /*
1901          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1902          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1903          * we are the task doing the rcu_barrier().
1904          */
1905
1906         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1907         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1908                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1909                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1910                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1911                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1912                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1913                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1914                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1915         }
1916
1917         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1918         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1919                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1920                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1921                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1922                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1923         }
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1928  */
1929 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1930 {
1931         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1932         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1933         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1934
1935         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1936         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1937                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1938                                "cpuofl");
1939 }
1940
1941 /*
1942  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1943  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1944  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1945  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1946  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1947  */
1948 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1949 {
1950         unsigned long flags;
1951         unsigned long mask;
1952         int need_report = 0;
1953         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1954         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1955
1956         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1957         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1958
1959         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1960
1961         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1962         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1963         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1964
1965         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1966         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1967         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1968
1969         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1970         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1971         do {
1972                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1973                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1974                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1975                         if (rnp != rdp->mynode)
1976                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1977                         break;
1978                 }
1979                 if (rnp == rdp->mynode)
1980                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1981                 else
1982                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1983                 mask = rnp->grpmask;
1984                 rnp = rnp->parent;
1985         } while (rnp != NULL);
1986
1987         /*
1988          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1989          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1990          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1991          * held leads to deadlock.
1992          */
1993         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1994         rnp = rdp->mynode;
1995         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1996                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1997         else
1998                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1999         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2000                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2001         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2002                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2003                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2004         init_callback_list(rdp);
2005         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2006         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2007         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2008 }
2009
2010 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2011
2012 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2013 {
2014 }
2015
2016 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2017 {
2018 }
2019
2020 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2021
2022 /*
2023  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2024  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2025  */
2026 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2027 {
2028         unsigned long flags;
2029         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2030         long bl, count, count_lazy;
2031         int i;
2032
2033         /* If no callbacks are ready, just return. */
2034         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2035                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2036                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2037                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2038                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2039                 return;
2040         }
2041
2042         /*
2043          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2044          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2045          */
2046         local_irq_save(flags);
2047         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2048         bl = rdp->blimit;
2049         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2050         list = rdp->nxtlist;
2051         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2052         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2053         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2054         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2055                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2056                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2057         local_irq_restore(flags);
2058
2059         /* Invoke callbacks. */
2060         count = count_lazy = 0;
2061         while (list) {
2062                 next = list->next;
2063                 prefetch(next);
2064                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2065                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2066                         count_lazy++;
2067                 list = next;
2068                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2069                 if (++count >= bl &&
2070                     (need_resched() ||
2071                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2072                         break;
2073         }
2074
2075         local_irq_save(flags);
2076         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2077                             is_idle_task(current),
2078                             rcu_is_callbacks_kthread());
2079
2080         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2081         if (list != NULL) {
2082                 *tail = rdp->nxtlist;
2083                 rdp->nxtlist = list;
2084                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2085                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2086                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2087                         else
2088                                 break;
2089         }
2090         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2091         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2092         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2093         rdp->n_cbs_invoked += count;
2094
2095         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2096         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2097                 rdp->blimit = blimit;
2098
2099         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2100         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2101                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2102                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2103         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2104                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2105         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2106
2107         local_irq_restore(flags);
2108
2109         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2110         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2111                 invoke_rcu_core();
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2116  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2117  * Also schedule RCU core processing.
2118  *
2119  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2120  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2121  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2122  */
2123 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2124 {
2125         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
2126         increment_cpu_stall_ticks();
2127         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2128
2129                 /*
2130                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2131                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2132                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2133                  * a quiescent state, so note it.
2134                  *
2135                  * No memory barrier is required here because both
2136                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2137                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2138                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2139                  */
2140
2141                 rcu_sched_qs(cpu);
2142                 rcu_bh_qs(cpu);
2143
2144         } else if (!in_softirq()) {
2145
2146                 /*
2147                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2148                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2149                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2150                  * critical section, so note it.
2151                  */
2152
2153                 rcu_bh_qs(cpu);
2154         }
2155         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2156         if (rcu_pending(cpu))
2157                 invoke_rcu_core();
2158         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2163  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2164  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2165  *
2166  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2167  */
2168 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2169 {
2170         unsigned long bit;
2171         int cpu;
2172         unsigned long flags;
2173         unsigned long mask;
2174         struct rcu_node *rnp;
2175
2176         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2177                 cond_resched();
2178                 mask = 0;
2179                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2180                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2181                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2182                         return;
2183                 }
2184                 if (rnp->qsmask == 0) {
2185                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2186                         continue;
2187                 }
2188                 cpu = rnp->grplo;
2189                 bit = 1;
2190                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2191                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2192                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2193                                 mask |= bit;
2194                 }
2195                 if (mask != 0) {
2196
2197                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2198                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2199                         continue;
2200                 }
2201                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2202         }
2203         rnp = rcu_get_root(rsp);
2204         if (rnp->qsmask == 0) {
2205                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2206                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2207         }
2208 }
2209
2210 /*
2211  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2212  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2213  */
2214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2215 {
2216         unsigned long flags;
2217         bool ret;
2218         struct rcu_node *rnp;
2219         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2220
2221         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2222         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2223         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2224                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2225                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2226                 if (rnp_old != NULL)
2227                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2228                 if (ret) {
2229                         rsp->n_force_qs_lh++;
2230                         return;
2231                 }
2232                 rnp_old = rnp;
2233         }
2234         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2235
2236         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2237         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2238         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2239         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2240                 rsp->n_force_qs_lh++;
2241                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2242                 return;  /* Someone beat us to it. */
2243         }
2244         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2245         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2246         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2247 }
2248
2249 /*
2250  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2251  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2252  * whom the rdp belongs.
2253  */
2254 static void
2255 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2256 {
2257         unsigned long flags;
2258         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2259
2260         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2261
2262         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2263         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2264
2265         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2266         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2267
2268         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2269         local_irq_save(flags);
2270         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2271                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2272                 rcu_start_gp(rsp);
2273                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2274         } else {
2275                 local_irq_restore(flags);
2276         }
2277
2278         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2279         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2280                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Do RCU core processing for the current CPU.
2285  */
2286 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2287 {
2288         struct rcu_state *rsp;
2289
2290         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2291                 return;
2292         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2293         for_each_rcu_flavor(rsp)
2294                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2295         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2300  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2301  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2302  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2303  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2304  */
2305 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2306 {
2307         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2308                 return;
2309         if (likely(!rsp->boost)) {
2310                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2311                 return;
2312         }
2313         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2314 }
2315
2316 static void invoke_rcu_core(void)
2317 {
2318         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2319                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2324  */
2325 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2326                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2327 {
2328         /*
2329          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2330          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2331          */
2332         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2333                 invoke_rcu_core();
2334
2335         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2336         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2337                 return;
2338
2339         /*
2340          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2341          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2342          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2343          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2344          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2345          */
2346         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2347
2348                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2349                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2350                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2351
2352                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2353                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2354                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2355
2356                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2357                         rcu_start_gp(rsp);
2358                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2359                 } else {
2360                         /* Give the grace period a kick. */
2361                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2362                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2363                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2364                                 force_quiescent_state(rsp);
2365                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2366                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2367                 }
2368         }
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2373  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2374  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2375  * is expected to specify a CPU.
2376  */
2377 static void
2378 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2379            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2380 {
2381         unsigned long flags;
2382         struct rcu_data *rdp;
2383
2384         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2385         debug_rcu_head_queue(head);
2386         head->func = func;
2387         head->next = NULL;
2388
2389         /*
2390          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2391          * Note that we might see a beginning right after we see an
2392          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2393          * a quiescent state betweentimes.
2394          */
2395         local_irq_save(flags);
2396         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2397
2398         /* Add the callback to our list. */
2399         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2400                 int offline;
2401
2402                 if (cpu != -1)
2403                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2404                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2405                 WARN_ON_ONCE(offline);
2406                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2407                 local_irq_restore(flags);
2408                 return;
2409         }
2410         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2411         if (lazy)
2412                 rdp->qlen_lazy++;
2413         else
2414                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2415         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2416         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2417         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2418
2419         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2420                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2421                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2422         else
2423                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2424
2425         /* Go handle any RCU core processing required. */
2426         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2427         local_irq_restore(flags);
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2432  */
2433 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2434 {
2435         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2436 }
2437 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2438
2439 /*
2440  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2441  */
2442 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2443 {
2444         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2445 }
2446 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2447
2448 /*
2449  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2450  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2451  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2452  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2453  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2454  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2455  * some overhead: RCU still operates correctly.
2456  */
2457 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2458 {
2459         int ret;
2460
2461         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2462         preempt_disable();
2463         ret = num_online_cpus() <= 1;
2464         preempt_enable();
2465         return ret;
2466 }
2467
2468 /**
2469  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2470  *
2471  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2472  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2473  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2474  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2475  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2476  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2477  * rcu_read_lock_sched().
2478  *
2479  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2480  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2481  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2482  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2483  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2484  *
2485  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2486  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2487  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2488  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2489  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2490  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2491  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2492  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2493  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2494  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2495  * that are executing in the kernel.
2496  *
2497  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2498  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2499  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2500  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2501  * again only if the system has more than one CPU).
2502  *
2503  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2504  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2505  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2506  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2507  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2508  */
2509 void synchronize_sched(void)
2510 {
2511         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2512                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2513                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2514                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2515         if (rcu_blocking_is_gp())
2516                 return;
2517         if (rcu_expedited)
2518                 synchronize_sched_expedited();
2519         else
2520                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2521 }
2522 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2523
2524 /**
2525  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2526  *
2527  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2528  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2529  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2530  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2531  * and may be nested.
2532  *
2533  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2534  * on memory ordering guarantees.
2535  */
2536 void synchronize_rcu_bh(void)
2537 {
2538         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2539                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2540                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2541                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2542         if (rcu_blocking_is_gp())
2543                 return;
2544         if (rcu_expedited)
2545                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2546         else
2547                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2550
2551 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2552 {
2553         /*
2554          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2555          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2556          * time that it returns.
2557          *
2558          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2559          * above condition is already met when the control reaches
2560          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2561          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2562          * robustness against future implementation changes.
2563          */
2564         smp_mb(); /* See above comment block. */
2565         return 0;
2566 }
2567
2568 /**
2569  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2570  *
2571  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2572  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2573  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2574  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2575  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2576  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2577  * synchronize_sched() instead.
2578  *
2579  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2580  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2581  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2582  * these restriction will result in deadlock.
2583  *
2584  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2585  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2586  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2587  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2588  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2589  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2590  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2591  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2592  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2593  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2594  *
2595  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2596  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2597  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2598  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2599  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2600  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2601  * doing our work for us.
2602  *
2603  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2604  */
2605 void synchronize_sched_expedited(void)
2606 {
2607         long firstsnap, s, snap;
2608         int trycount = 0;
2609         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2610
2611         /*
2612          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2613          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2614          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2615          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2616          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2617          * course be required on a 64-bit system.
2618          */
2619         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2620                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2621                          ULONG_MAX / 8)) {
2622                 synchronize_sched();
2623                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2624                 return;
2625         }
2626
2627         /*
2628          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2629          * full memory barrier.
2630          */
2631         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2632         firstsnap = snap;
2633         get_online_cpus();
2634         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2635
2636         /*
2637          * Each pass through the following loop attempts to force a
2638          * context switch on each CPU.
2639          */
2640         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2641                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2642                              NULL) == -EAGAIN) {
2643                 put_online_cpus();
2644                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2645
2646                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2647                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2648                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2649                         /* ensure test happens before caller kfree */
2650                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2651                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2652                         return;
2653                 }
2654
2655                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2656                 if (trycount++ < 10) {
2657                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2658                 } else {
2659                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2660                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2661                         return;
2662                 }
2663
2664                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2665                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2666                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2667                         /* ensure test happens before caller kfree */
2668                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2669                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2670                         return;
2671                 }
2672
2673                 /*
2674                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2675                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2676                  * after they started, so our grace period works for them,
2677                  * and they started after our first try, so their grace
2678                  * period works for us.
2679                  */
2680                 get_online_cpus();
2681                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2682                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2683         }
2684         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2685
2686         /*
2687          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2688          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2689          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2690          * than we did already did their update.
2691          */
2692         do {
2693                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2694                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2695                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2696                         /* ensure test happens before caller kfree */
2697                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2698                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2699                         break;
2700                 }
2701         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2702         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2703
2704         put_online_cpus();
2705 }
2706 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2707
2708 /*
2709  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2710  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2711  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2712  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2713  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2714  */
2715 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2716 {
2717         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2718
2719         rdp->n_rcu_pending++;
2720
2721         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2722         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2723
2724         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2725         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2726             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2727                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2728         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2729                 rdp->n_rp_report_qs++;
2730                 return 1;
2731         }
2732
2733         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2734         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2735                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2736                 return 1;
2737         }
2738
2739         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2740         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2741                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2742                 return 1;
2743         }
2744
2745         /* Has another RCU grace period completed?  */
2746         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2747                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2748                 return 1;
2749         }
2750
2751         /* Has a new RCU grace period started? */
2752         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2753                 rdp->n_rp_gp_started++;
2754                 return 1;
2755         }
2756
2757         /* nothing to do */
2758         rdp->n_rp_need_nothing++;
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2764  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2765  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2766  */
2767 static int rcu_pending(int cpu)
2768 {
2769         struct rcu_state *rsp;
2770
2771         for_each_rcu_flavor(rsp)
2772                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2773                         return 1;
2774         return 0;
2775 }
2776
2777 /*
2778  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2779  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2780  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2781  */
2782 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2783 {
2784         bool al = true;
2785         bool hc = false;
2786         struct rcu_data *rdp;
2787         struct rcu_state *rsp;
2788
2789         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2790                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2791                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2792                         al = false;
2793                 if (rdp->nxtlist)
2794                         hc = true;
2795         }
2796         if (all_lazy)
2797                 *all_lazy = al;
2798         return hc;
2799 }
2800
2801 /*
2802  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2803  * the compiler is expected to optimize this away.
2804  */
2805 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2806                                int cpu, unsigned long done)
2807 {
2808         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2809                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2810 }
2811
2812 /*
2813  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2814  * up the task executing _rcu_barrier().
2815  */
2816 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2817 {
2818         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2819         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2820
2821         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2822                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2823                 complete(&rsp->barrier_completion);
2824         } else {
2825                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2826         }
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2831  */
2832 static void rcu_barrier_func(void *type)
2833 {
2834         struct rcu_state *rsp = type;
2835         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2836
2837         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2838         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2839         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2840 }
2841
2842 /*
2843  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2844  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2845  */
2846 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2847 {
2848         int cpu;
2849         struct rcu_data *rdp;
2850         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2851         unsigned long snap_done;
2852
2853         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2854
2855         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2856         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2857
2858         /*
2859          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2860          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2861          */
2862         smp_mb();  /* See above block comment. */
2863
2864         /*
2865          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2866          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2867          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2868          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2869          */
2870         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2871         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2872         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2873                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2874                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2875                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2876                 return;
2877         }
2878
2879         /*
2880          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2881          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2882          * the increment to precede the early-exit check.
2883          */
2884         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2885         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2886         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2887         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2888
2889         /*
2890          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2891          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2892          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2893          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2894          */
2895         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2896         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2897         get_online_cpus();
2898
2899         /*
2900          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2901          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2902          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2903          */
2904         for_each_possible_cpu(cpu) {
2905                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2906                         continue;
2907                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2908                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2909                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2910                                            rsp->n_barrier_done);
2911                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2912                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2913                                    rsp, cpu, 0);
2914                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2915                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2916                                            rsp->n_barrier_done);
2917                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2918                 } else {
2919                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2920                                            rsp->n_barrier_done);
2921                 }
2922         }
2923         put_online_cpus();
2924
2925         /*
2926          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2927          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2928          */
2929         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2930                 complete(&rsp->barrier_completion);
2931
2932         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2933         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2934         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2935         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2936         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2937         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2938
2939         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2940         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2941
2942         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2943         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2944 }
2945
2946 /**
2947  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2948  */
2949 void rcu_barrier_bh(void)
2950 {
2951         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2954
2955 /**
2956  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2957  */
2958 void rcu_barrier_sched(void)
2959 {
2960         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2961 }
2962 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2963
2964 /*
2965  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2966  */
2967 static void __init
2968 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2969 {
2970         unsigned long flags;
2971         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2972         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2973
2974         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2975         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2976         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2977         init_callback_list(rdp);
2978         rdp->qlen_lazy = 0;
2979         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2980         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2981         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2982         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2983         rdp->cpu = cpu;
2984         rdp->rsp = rsp;
2985         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2986         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2987 }
2988
2989 /*
2990  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2991  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2992  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2993  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2994  */
2995 static void __cpuinit
2996 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2997 {
2998         unsigned long flags;
2999         unsigned long mask;
3000         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3001         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3002
3003         /* Exclude new grace periods. */
3004         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3005
3006         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3007         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3008         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3009         rdp->preemptible = preemptible;
3010         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3011         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3012         rdp->blimit = blimit;
3013         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3014         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3015         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3016                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3017         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3018
3019         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3020         rnp = rdp->mynode;
3021         mask = rdp->grpmask;
3022         do {
3023                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3024                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3025                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3026                 mask = rnp->grpmask;
3027                 if (rnp == rdp->mynode) {
3028                         /*
3029                          * If there is a grace period in progress, we will
3030                          * set up to wait for it next time we run the
3031                          * RCU core code.
3032                          */
3033                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3034                         rdp->completed = rnp->completed;
3035                         rdp->passed_quiesce = 0;
3036                         rdp->qs_pending = 0;
3037                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
3038                 }
3039                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3040                 rnp = rnp->parent;
3041         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3042         local_irq_restore(flags);
3043
3044         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3045 }
3046
3047 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
3048 {
3049         struct rcu_state *rsp;
3050
3051         for_each_rcu_flavor(rsp)
3052                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3053                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Handle CPU online/offline notification events.
3058  */
3059 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3060                                     unsigned long action, void *hcpu)
3061 {
3062         long cpu = (long)hcpu;
3063         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3064         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3065         struct rcu_state *rsp;
3066
3067         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
3068         switch (action) {
3069         case CPU_UP_PREPARE:
3070         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3071                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3072                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3073                 break;
3074         case CPU_ONLINE:
3075         case CPU_DOWN_FAILED:
3076                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3077                 break;
3078         case CPU_DOWN_PREPARE:
3079                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3080                 break;
3081         case CPU_DYING:
3082         case CPU_DYING_FROZEN:
3083                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3084                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3085                 break;
3086         case CPU_DEAD:
3087         case CPU_DEAD_FROZEN:
3088         case CPU_UP_CANCELED:
3089         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3090                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3091                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3092                 break;
3093         default:
3094                 break;
3095         }
3096         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
3097         return NOTIFY_OK;
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3102  */
3103 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3104 {
3105         unsigned long flags;
3106         struct rcu_node *rnp;
3107         struct rcu_state *rsp;
3108         struct task_struct *t;
3109
3110         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3111                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
3112                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3113                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3114                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3115                 rsp->gp_kthread = t;
3116                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3117                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3118         }
3119         return 0;
3120 }
3121 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3122
3123 /*
3124  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3125  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3126  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3127  * task is booting the system).  After this function is called, the
3128  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3129  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3130  */
3131 void rcu_scheduler_starting(void)
3132 {
3133         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3134         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3135         rcu_scheduler_active = 1;
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3140  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3141  */
3142 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3143 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3144 {
3145         int i;
3146
3147         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3148                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3149         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3150 }
3151 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3152 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3153 {
3154         int ccur;
3155         int cprv;
3156         int i;
3157
3158         cprv = nr_cpu_ids;
3159         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3160                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3161                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3162                 cprv = ccur;
3163         }
3164 }
3165 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3166
3167 /*
3168  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3169  */
3170 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3171                 struct rcu_data __percpu *rda)
3172 {
3173         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3174                                "rcu_node_1",
3175                                "rcu_node_2",
3176                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3177         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3178                                "rcu_node_fqs_1",
3179                                "rcu_node_fqs_2",
3180                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3181         int cpustride = 1;
3182         int i;
3183         int j;
3184         struct rcu_node *rnp;
3185
3186         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3187
3188         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3189         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3190                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3191
3192         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3193
3194         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3195                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3196         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3197                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3198         rcu_init_levelspread(rsp);
3199
3200         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3201
3202         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3203                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3204                 rnp = rsp->level[i];
3205                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3206                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3207                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3208                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3209                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3210                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3211                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3212                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3213                         rnp->completed = rsp->completed;
3214                         rnp->qsmask = 0;
3215                         rnp->qsmaskinit = 0;
3216                         rnp->grplo = j * cpustride;
3217                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3218                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3219                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3220                         if (i == 0) {
3221                                 rnp->grpnum = 0;
3222                                 rnp->grpmask = 0;
3223                                 rnp->parent = NULL;
3224                         } else {
3225                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3226                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3227                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3228                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3229                         }
3230                         rnp->level = i;
3231                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3232                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3233                 }
3234         }
3235
3236         rsp->rda = rda;
3237         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3238         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3239         for_each_possible_cpu(i) {
3240                 while (i > rnp->grphi)
3241                         rnp++;
3242                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3243                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3244         }
3245         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3246 }
3247
3248 /*
3249  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3250  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3251  * the ->node array in the rcu_state structure.
3252  */
3253 static void __init rcu_init_geometry(void)
3254 {
3255         int i;
3256         int j;
3257         int n = nr_cpu_ids;
3258         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3259
3260         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3261         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3262             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3263                 return;
3264
3265         /*
3266          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3267          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3268          * some of the arithmetic easier.
3269          */
3270         rcu_capacity[0] = 1;
3271         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3272         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3273                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3274
3275         /*
3276          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3277          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3278          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3279          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3280          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3281          * compile-time values if these limits are exceeded.
3282          */
3283         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3284             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3285             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3286                 WARN_ON(1);
3287                 return;
3288         }
3289
3290         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3291         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3292                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3293                         for (j = 0; j <= i; j++)
3294                                 num_rcu_lvl[j] =
3295                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3296                         rcu_num_lvls = i;
3297                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3298                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3299                         break;
3300                 }
3301
3302         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3303         rcu_num_nodes = 0;
3304         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3305                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3306         rcu_num_nodes -= n;
3307 }
3308
3309 void __init rcu_init(void)
3310 {
3311         int cpu;
3312
3313         rcu_bootup_announce();
3314         rcu_init_geometry();
3315         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3316         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3317         __rcu_init_preempt();
3318         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3319
3320         /*
3321          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3322          * this is called early in boot, before either interrupts
3323          * or the scheduler are operational.
3324          */
3325         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3326         for_each_online_cpu(cpu)
3327                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3328 }
3329
3330 #include "rcutree_plugin.h"