rcu: Make callers awaken grace-period kthread
[pandora-kernel.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
83 static char sname##_varname[] = #sname; \
84 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
85 struct rcu_state sname##_state = { \
86         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
87         .call = cr, \
88         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
89         .gpnum = 0UL - 300UL, \
90         .completed = 0UL - 300UL, \
91         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
92         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
93         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
95         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
96         .name = sname##_varname, \
97         .abbr = sabbr, \
98 }; \
99 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
100
101 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
102 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
103
104 static struct rcu_state *rcu_state;
105 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
106
107 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
108 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
109 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
110 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
111 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
112         NUM_RCU_LVL_0,
113         NUM_RCU_LVL_1,
114         NUM_RCU_LVL_2,
115         NUM_RCU_LVL_3,
116         NUM_RCU_LVL_4,
117 };
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
122  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
123  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
125  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
126  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
127  * positives from lockdep-RCU error checking.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
147
148 /*
149  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
150  * handle all flavors of RCU.
151  */
152 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
153 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
154 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
155 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
156
157 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
158
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162
163 /*
164  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
165  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
166  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
167  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
168  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
169  * These variables enable correlating rcutorture output with the
170  * RCU tracing information.
171  */
172 unsigned long rcutorture_testseq;
173 unsigned long rcutorture_vernum;
174
175 /*
176  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
177  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
178  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
179  */
180 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
181 {
182         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
187  * how many quiescent states passed, just if there was at least
188  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_sched_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
194
195         if (rdp->passed_quiesce == 0)
196                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
197         rdp->passed_quiesce = 1;
198 }
199
200 void rcu_bh_qs(int cpu)
201 {
202         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
203
204         if (rdp->passed_quiesce == 0)
205                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
206         rdp->passed_quiesce = 1;
207 }
208
209 /*
210  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
211  * and requires special handling for preemptible RCU.
212  * The caller must have disabled preemption.
213  */
214 void rcu_note_context_switch(int cpu)
215 {
216         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
217         rcu_sched_qs(cpu);
218         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
219         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
222
223 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
224         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
225         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
226 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
227         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
228         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
229 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
230 };
231
232 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
233 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
234 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
235
236 module_param(blimit, long, 0444);
237 module_param(qhimark, long, 0444);
238 module_param(qlowmark, long, 0444);
239
240 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
241 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
242
243 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
244 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
245
246 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
247                                   struct rcu_data *rdp);
248 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
249                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
250                                   unsigned long *maxj),
251                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
252 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
253 static int rcu_pending(int cpu);
254
255 /*
256  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
257  */
258 long rcu_batches_completed_sched(void)
259 {
260         return rcu_sched_state.completed;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
263
264 /*
265  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
266  */
267 long rcu_batches_completed_bh(void)
268 {
269         return rcu_bh_state.completed;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
272
273 /*
274  * Force a quiescent state for RCU BH.
275  */
276 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
277 {
278         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
281
282 /*
283  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
284  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
285  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
286  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
287  * store this state in rcutorture itself.
288  */
289 void rcutorture_record_test_transition(void)
290 {
291         rcutorture_testseq++;
292         rcutorture_vernum = 0;
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
295
296 /*
297  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
298  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
299  * messages.
300  */
301 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
302 {
303         rcutorture_vernum++;
304 }
305 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
306
307 /*
308  * Force a quiescent state for RCU-sched.
309  */
310 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
311 {
312         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
313 }
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
315
316 /*
317  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
318  */
319 static int
320 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
321 {
322         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
323                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
324 }
325
326 /*
327  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
328  */
329 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
330 {
331         return &rsp->node[0];
332 }
333
334 /*
335  * Is there any need for future grace periods?
336  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
337  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
338  */
339 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
340 {
341         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
342         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
343         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
344
345         return ACCESS_ONCE(*fp);
346 }
347
348 /*
349  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
350  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
351  * normal callback registry.
352  */
353 static int
354 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
355 {
356         int i;
357
358         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
359                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
360         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
361                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
362         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
363                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
364         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
365                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
366         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
367                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
368                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
369                                  rdp->nxtcompleted[i]))
370                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
371         return 0; /* No grace period needed. */
372 }
373
374 /*
375  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
376  *
377  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
378  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
379  * The caller must have disabled interrupts.
380  */
381 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
382                                 bool user)
383 {
384         struct rcu_state *rsp;
385         struct rcu_data *rdp;
386
387         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
388         if (!user && !is_idle_task(current)) {
389                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
390                         idle_task(smp_processor_id());
391
392                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
393                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
394                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
395                           current->pid, current->comm,
396                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
397         }
398         for_each_rcu_flavor(rsp) {
399                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
400                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
401         }
402         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
403         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
404         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
405         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
406         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
407         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
408
409         /*
410          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
411          * in an RCU read-side critical section.
412          */
413         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
414                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
415         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
416                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
417         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
418                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
419 }
420
421 /*
422  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
423  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
424  */
425 static void rcu_eqs_enter(bool user)
426 {
427         long long oldval;
428         struct rcu_dynticks *rdtp;
429
430         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
431         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
432         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
433         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
434                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
435                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
436         } else {
437                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
438         }
439 }
440
441 /**
442  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
443  *
444  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
445  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
446  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
447  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
448  *
449  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
450  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
451  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
452  */
453 void rcu_idle_enter(void)
454 {
455         unsigned long flags;
456
457         local_irq_save(flags);
458         rcu_eqs_enter(false);
459         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
460         local_irq_restore(flags);
461 }
462 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
463
464 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
465 /**
466  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
467  *
468  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
469  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
470  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
471  * when the CPU runs in userspace.
472  */
473 void rcu_user_enter(void)
474 {
475         rcu_eqs_enter(1);
476 }
477 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
478
479 /**
480  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
481  *
482  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
483  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
484  * sections can occur.
485  *
486  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
487  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
488  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
489  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
490  *
491  * Use things like work queues to work around this limitation.
492  *
493  * You have been warned.
494  */
495 void rcu_irq_exit(void)
496 {
497         unsigned long flags;
498         long long oldval;
499         struct rcu_dynticks *rdtp;
500
501         local_irq_save(flags);
502         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
503         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
504         rdtp->dynticks_nesting--;
505         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
506         if (rdtp->dynticks_nesting)
507                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
508         else
509                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
510         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
511         local_irq_restore(flags);
512 }
513
514 /*
515  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
516  *
517  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
518  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
519  * The caller must have disabled interrupts.
520  */
521 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
522                                int user)
523 {
524         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
525         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
526         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
527         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
528         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
529         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
530         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
531         if (!user && !is_idle_task(current)) {
532                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
533                         idle_task(smp_processor_id());
534
535                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
536                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
537                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
538                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
539                           current->pid, current->comm,
540                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
541         }
542 }
543
544 /*
545  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
546  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
547  */
548 static void rcu_eqs_exit(bool user)
549 {
550         struct rcu_dynticks *rdtp;
551         long long oldval;
552
553         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
554         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
555         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
556         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
557                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
558         } else {
559                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
560                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
561         }
562 }
563
564 /**
565  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
566  *
567  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
568  * read-side critical sections can occur.
569  *
570  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
571  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
572  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
573  * now starting.
574  */
575 void rcu_idle_exit(void)
576 {
577         unsigned long flags;
578
579         local_irq_save(flags);
580         rcu_eqs_exit(false);
581         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
582         local_irq_restore(flags);
583 }
584 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
585
586 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
587 /**
588  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
589  *
590  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
591  * run a RCU read side critical section anytime.
592  */
593 void rcu_user_exit(void)
594 {
595         rcu_eqs_exit(1);
596 }
597 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
598
599 /**
600  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
601  *
602  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
603  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
604  * sections can occur.
605  *
606  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
607  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
608  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
609  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
610  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
611  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
612  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
613  *
614  * Use things like work queues to work around this limitation.
615  *
616  * You have been warned.
617  */
618 void rcu_irq_enter(void)
619 {
620         unsigned long flags;
621         struct rcu_dynticks *rdtp;
622         long long oldval;
623
624         local_irq_save(flags);
625         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
626         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
627         rdtp->dynticks_nesting++;
628         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
629         if (oldval)
630                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
631         else
632                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
633         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
634         local_irq_restore(flags);
635 }
636
637 /**
638  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
639  *
640  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
641  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
642  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
643  */
644 void rcu_nmi_enter(void)
645 {
646         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
647
648         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
649             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
650                 return;
651         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
652         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
653         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
654         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
655         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
656         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
657 }
658
659 /**
660  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
661  *
662  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
663  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
664  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
665  */
666 void rcu_nmi_exit(void)
667 {
668         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
669
670         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
671             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
672                 return;
673         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
674         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
675         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
676         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
677         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
678 }
679
680 /**
681  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
682  *
683  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
684  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
685  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
686  * least disabled preemption.
687  */
688 bool notrace __rcu_is_watching(void)
689 {
690         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
691 }
692
693 /**
694  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
695  *
696  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
697  * or NMI handler, return true.
698  */
699 bool notrace rcu_is_watching(void)
700 {
701         int ret;
702
703         preempt_disable();
704         ret = __rcu_is_watching();
705         preempt_enable();
706         return ret;
707 }
708 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
709
710 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
711
712 /*
713  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
714  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
715  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
716  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
717  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
718  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
719  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
720  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
721  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
722  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
723  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
724  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
725  * notifiers.
726  *
727  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
728  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
729  *
730  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
731  * errors from NMI handlers anyway.
732  */
733 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
734 {
735         struct rcu_data *rdp;
736         struct rcu_node *rnp;
737         bool ret;
738
739         if (in_nmi())
740                 return true;
741         preempt_disable();
742         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
743         rnp = rdp->mynode;
744         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
745               !rcu_scheduler_fully_active;
746         preempt_enable();
747         return ret;
748 }
749 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
750
751 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
752
753 /**
754  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
755  *
756  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
757  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
758  * disabled preemption.
759  */
760 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
761 {
762         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
763 }
764
765 /*
766  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
767  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
768  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
769  */
770 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
771                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
772 {
773         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
774         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
775         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
776 }
777
778 /*
779  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
780  * that context switches can allow the state machine to make progress.
781  */
782 extern void resched_cpu(int cpu);
783
784 /*
785  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
786  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
787  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
788  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
789  */
790 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
791                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
792 {
793         unsigned int curr;
794         unsigned int snap;
795
796         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
797         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
798
799         /*
800          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
801          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
802          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
803          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
804          * read-side critical section that started before the beginning
805          * of the current RCU grace period.
806          */
807         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
808                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
809                 rdp->dynticks_fqs++;
810                 return 1;
811         }
812
813         /*
814          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
815          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
816          * state: If we see it offline even once, it has been through a
817          * quiescent state.
818          *
819          * The reason for insisting that the grace period be at least
820          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
821          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
822          * sections.
823          */
824         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
825                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
826         barrier();
827         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
828                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
829                 rdp->offline_fqs++;
830                 return 1;
831         }
832
833         /*
834          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
835          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
836          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
837          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
838          * CPU is in this state.
839          */
840         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
841
842         /*
843          * Alternatively, the CPU might be running in the kernel
844          * for an extended period of time without a quiescent state.
845          * Attempt to force the CPU through the scheduler to gain the
846          * needed quiescent state, but only if the grace period has gone
847          * on for an uncommonly long time.  If there are many stuck CPUs,
848          * we will beat on the first one until it gets unstuck, then move
849          * to the next.  Only do this for the primary flavor of RCU.
850          */
851         if (rdp->rsp == rcu_state &&
852             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
853                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5;
854                 resched_cpu(rdp->cpu);
855         }
856
857         return 0;
858 }
859
860 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
861 {
862         unsigned long j = jiffies;
863         unsigned long j1;
864
865         rsp->gp_start = j;
866         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
867         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
868         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
869         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
870 }
871
872 /*
873  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
874  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
875  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
876  * printed by the target CPU.
877  */
878 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
879 {
880         int cpu;
881         unsigned long flags;
882         struct rcu_node *rnp;
883
884         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
885                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
886                 if (rnp->qsmask != 0) {
887                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
888                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
889                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
890                 }
891                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
892         }
893 }
894
895 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
896 {
897         int cpu;
898         long delta;
899         unsigned long flags;
900         int ndetected = 0;
901         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
902         long totqlen = 0;
903
904         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
905
906         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
907         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
908         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
909                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
910                 return;
911         }
912         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
913         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
914
915         /*
916          * OK, time to rat on our buddy...
917          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
918          * RCU CPU stall warnings.
919          */
920         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
921                rsp->name);
922         print_cpu_stall_info_begin();
923         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
924                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
925                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
926                 if (rnp->qsmask != 0) {
927                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
928                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
929                                         print_cpu_stall_info(rsp,
930                                                              rnp->grplo + cpu);
931                                         ndetected++;
932                                 }
933                 }
934                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
935         }
936
937         /*
938          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
939          * due to CPU offlining.
940          */
941         rnp = rcu_get_root(rsp);
942         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
943         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
944         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
945
946         print_cpu_stall_info_end();
947         for_each_possible_cpu(cpu)
948                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
949         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
950                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
951                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
952         if (ndetected == 0)
953                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
954         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
955                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
956
957         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
958
959         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
960
961         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
962 }
963
964 /*
965  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
966  * that context switches can allow the state machine to make progress.
967  */
968 extern void resched_cpu(int cpu);
969
970 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
971 {
972         int cpu;
973         unsigned long flags;
974         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
975         long totqlen = 0;
976
977         /*
978          * OK, time to rat on ourselves...
979          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
980          * RCU CPU stall warnings.
981          */
982         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
983         print_cpu_stall_info_begin();
984         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
985         print_cpu_stall_info_end();
986         for_each_possible_cpu(cpu)
987                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
988         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
989                 jiffies - rsp->gp_start,
990                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
991         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
992                 dump_stack();
993
994         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
995         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
996                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
997                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
998         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
999
1000         /*
1001          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1002          *
1003          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1004          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1005          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1006          */
1007         resched_cpu(smp_processor_id());
1008 }
1009
1010 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1011 {
1012         unsigned long completed;
1013         unsigned long gpnum;
1014         unsigned long gps;
1015         unsigned long j;
1016         unsigned long js;
1017         struct rcu_node *rnp;
1018
1019         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1020                 return;
1021         j = jiffies;
1022
1023         /*
1024          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1025          *
1026          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1027          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1028          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1029          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1030          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1031          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1032          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1033          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1034          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1035          * from rsp->gpnum.
1036          *
1037          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1038          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1039          */
1040         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1041         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1042         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1043         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1044         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1045         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1046         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1047         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1048             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1049             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1050                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1051         rnp = rdp->mynode;
1052         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1053             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1054
1055                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1056                 print_cpu_stall(rsp);
1057
1058         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1059                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1060
1061                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1062                 print_other_cpu_stall(rsp);
1063         }
1064 }
1065
1066 /**
1067  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1068  *
1069  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1070  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1071  * RCU grace periods.
1072  *
1073  * The caller must disable hard irqs.
1074  */
1075 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1076 {
1077         struct rcu_state *rsp;
1078
1079         for_each_rcu_flavor(rsp)
1080                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1085  */
1086 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1087 {
1088         int i;
1089
1090         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1091                 return;
1092         rdp->nxtlist = NULL;
1093         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1094                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1099  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1100  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1101  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1102  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1103  *
1104  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1105  */
1106 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1107                                        struct rcu_node *rnp)
1108 {
1109         /*
1110          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1111          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1112          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1113          * period might have started, but just not yet gotten around
1114          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1115          */
1116         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1117                 return rnp->completed + 1;
1118
1119         /*
1120          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1121          * then the subsequent full grace period.
1122          */
1123         return rnp->completed + 2;
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1128  * rcu_nocb_wait_gp().
1129  */
1130 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1131                                 unsigned long c, const char *s)
1132 {
1133         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1134                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1135                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1140  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1141  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1142  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1143  *
1144  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1145  */
1146 static bool __maybe_unused
1147 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1148                     unsigned long *c_out)
1149 {
1150         unsigned long c;
1151         int i;
1152         bool ret = false;
1153         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1154
1155         /*
1156          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1157          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1158          */
1159         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1160         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1161         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1162                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1163                 goto out;
1164         }
1165
1166         /*
1167          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1168          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1169          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1170          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1171          * need to explicitly start one.
1172          */
1173         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1174             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1175                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1176                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1177                 goto out;
1178         }
1179
1180         /*
1181          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1182          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1183          * start one (if needed).
1184          */
1185         if (rnp != rnp_root) {
1186                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1187                 smp_mb__after_unlock_lock();
1188         }
1189
1190         /*
1191          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1192          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1193          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1194          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1195          */
1196         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1197         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1198                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1199                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1200
1201         /*
1202          * If the needed for the required grace period is already
1203          * recorded, trace and leave.
1204          */
1205         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1206                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1207                 goto unlock_out;
1208         }
1209
1210         /* Record the need for the future grace period. */
1211         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1212
1213         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1214         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1215                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1216         } else {
1217                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1218                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1219         }
1220 unlock_out:
1221         if (rnp != rnp_root)
1222                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1223 out:
1224         if (c_out != NULL)
1225                 *c_out = c;
1226         return ret;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1231  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1232  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1233  * waiting for this grace period to complete.
1234  */
1235 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1236 {
1237         int c = rnp->completed;
1238         int needmore;
1239         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1240
1241         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1242         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1243         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1244         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1245                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1246         return needmore;
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1251  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1252  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1253  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1254  * a kthread that has not yet been created.
1255  */
1256 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1257 {
1258         if (current == rsp->gp_kthread ||
1259             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1260             !rsp->gp_kthread)
1261                 return;
1262         wake_up(&rsp->gp_wq);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1267  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1268  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1269  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1270  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1271  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1272  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1273  * awaken the RCU grace-period kthread.
1274  *
1275  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1276  */
1277 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1278                                struct rcu_data *rdp)
1279 {
1280         unsigned long c;
1281         int i;
1282         bool ret;
1283
1284         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1285         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1286                 return false;
1287
1288         /*
1289          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1290          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1291          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1292          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1293          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1294          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1295          *
1296          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1297          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1298          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1299          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1300          * been assigned a ->completed number.
1301          */
1302         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1303         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1304                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1305                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1306                         break;
1307
1308         /*
1309          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1310          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1311          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1312          * be grouped into.
1313          */
1314         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1315                 return false;
1316
1317         /*
1318          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1319          * full grace period and group them all in the sublist initially
1320          * indexed by "i".
1321          */
1322         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1323                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1324                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1325         }
1326         /* Record any needed additional grace periods. */
1327         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1328
1329         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1330         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1331                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1332         else
1333                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1334         return ret;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1339  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1340  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1341  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1342  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1343  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1344  *
1345  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1346  */
1347 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1348                             struct rcu_data *rdp)
1349 {
1350         int i, j;
1351
1352         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1353         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1354                 return false;
1355
1356         /*
1357          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1358          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1359          */
1360         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1361                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1362                         break;
1363                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1364         }
1365         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1366         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1367                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1368
1369         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1370         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1371                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1372                         break;
1373                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1374                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1375         }
1376
1377         /* Classify any remaining callbacks. */
1378         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1383  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1384  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1385  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1386  */
1387 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1388                               struct rcu_data *rdp)
1389 {
1390         bool ret;
1391
1392         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1393         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1394
1395                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1396                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1397
1398         } else {
1399
1400                 /* Advance callbacks. */
1401                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1402
1403                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1404                 rdp->completed = rnp->completed;
1405                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1406         }
1407
1408         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1409                 /*
1410                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1411                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1412                  * go looking for one.
1413                  */
1414                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1415                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1416                 rdp->passed_quiesce = 0;
1417                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1418                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1419         }
1420         return ret;
1421 }
1422
1423 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1424 {
1425         unsigned long flags;
1426         bool needwake;
1427         struct rcu_node *rnp;
1428
1429         local_irq_save(flags);
1430         rnp = rdp->mynode;
1431         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1432              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1433             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1434                 local_irq_restore(flags);
1435                 return;
1436         }
1437         smp_mb__after_unlock_lock();
1438         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1439         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1440         if (needwake)
1441                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1446  */
1447 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1448 {
1449         struct rcu_data *rdp;
1450         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1451
1452         rcu_bind_gp_kthread();
1453         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1454         smp_mb__after_unlock_lock();
1455         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1456                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1457                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1458                 return 0;
1459         }
1460         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1461
1462         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1463                 /*
1464                  * Grace period already in progress, don't start another.
1465                  * Not supposed to be able to happen.
1466                  */
1467                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1468                 return 0;
1469         }
1470
1471         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1472         record_gp_stall_check_time(rsp);
1473         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1474         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1475         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1476         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1477
1478         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1479         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1480         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1481
1482         /*
1483          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1484          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1485          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1486          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1487          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1488          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1489          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1490          * CPU-hotplug operations.
1491          *
1492          * The grace period cannot complete until the initialization
1493          * process finishes, because this kthread handles both.
1494          */
1495         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1496                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1497                 smp_mb__after_unlock_lock();
1498                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1499                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1500                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1501                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1502                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1503                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1504                 if (rnp == rdp->mynode)
1505                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1506                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1507                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1508                                             rnp->level, rnp->grplo,
1509                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1510                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1511 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1512                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1513                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1514                         udelay(200);
1515 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1516                 cond_resched();
1517         }
1518
1519         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1520         return 1;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Do one round of quiescent-state forcing.
1525  */
1526 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1527 {
1528         int fqs_state = fqs_state_in;
1529         bool isidle = false;
1530         unsigned long maxj;
1531         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1532
1533         rsp->n_force_qs++;
1534         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1535                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1536                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1537                         isidle = 1;
1538                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1539                 }
1540                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1541                              &isidle, &maxj);
1542                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1543                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1544         } else {
1545                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1546                 isidle = 0;
1547                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1548         }
1549         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1550         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1551                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1552                 smp_mb__after_unlock_lock();
1553                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1554                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1555         }
1556         return fqs_state;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Clean up after the old grace period.
1561  */
1562 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1563 {
1564         unsigned long gp_duration;
1565         bool needgp = false;
1566         int nocb = 0;
1567         struct rcu_data *rdp;
1568         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1569
1570         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1571         smp_mb__after_unlock_lock();
1572         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1573         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1574                 rsp->gp_max = gp_duration;
1575
1576         /*
1577          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1578          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1579          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1580          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1581          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1582          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1583          */
1584         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1585
1586         /*
1587          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1588          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1589          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1590          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1591          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1592          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1593          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1594          */
1595         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1596                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1597                 smp_mb__after_unlock_lock();
1598                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1599                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1600                 if (rnp == rdp->mynode)
1601                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1602                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1603                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1604                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1605                 cond_resched();
1606         }
1607         rnp = rcu_get_root(rsp);
1608         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1609         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1610         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1611
1612         /* Declare grace period done. */
1613         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1614         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1615         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1616         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1617         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1618         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1619         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1620                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1621                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1622                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1623                                        TPS("newreq"));
1624         }
1625         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Body of kthread that handles grace periods.
1630  */
1631 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1632 {
1633         int fqs_state;
1634         int gf;
1635         unsigned long j;
1636         int ret;
1637         struct rcu_state *rsp = arg;
1638         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1639
1640         for (;;) {
1641
1642                 /* Handle grace-period start. */
1643                 for (;;) {
1644                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1645                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1646                                                TPS("reqwait"));
1647                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1648                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1649                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1650                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1651                         if (rcu_gp_init(rsp))
1652                                 break;
1653                         cond_resched();
1654                         flush_signals(current);
1655                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1656                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1657                                                TPS("reqwaitsig"));
1658                 }
1659
1660                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1661                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1662                 j = jiffies_till_first_fqs;
1663                 if (j > HZ) {
1664                         j = HZ;
1665                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1666                 }
1667                 ret = 0;
1668                 for (;;) {
1669                         if (!ret)
1670                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1671                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1672                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1673                                                TPS("fqswait"));
1674                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1675                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1676                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1677                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1678                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1679                                         j);
1680                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1681                         /* If grace period done, leave loop. */
1682                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1683                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1684                                 break;
1685                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1686                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1687                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1688                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1689                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1690                                                        TPS("fqsstart"));
1691                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1692                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1693                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1694                                                        TPS("fqsend"));
1695                                 cond_resched();
1696                         } else {
1697                                 /* Deal with stray signal. */
1698                                 cond_resched();
1699                                 flush_signals(current);
1700                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1701                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1702                                                        TPS("fqswaitsig"));
1703                         }
1704                         j = jiffies_till_next_fqs;
1705                         if (j > HZ) {
1706                                 j = HZ;
1707                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1708                         } else if (j < 1) {
1709                                 j = 1;
1710                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1711                         }
1712                 }
1713
1714                 /* Handle grace-period end. */
1715                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1716         }
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1721  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1722  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1723  *
1724  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1725  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1726  * quiescent state.
1727  *
1728  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1729  */
1730 static bool
1731 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1732                       struct rcu_data *rdp)
1733 {
1734         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1735                 /*
1736                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1737                  * task, this CPU does not need another grace period,
1738                  * or a grace period is already in progress.
1739                  * Either way, don't start a new grace period.
1740                  */
1741                 return false;
1742         }
1743         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1744         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1745                                TPS("newreq"));
1746
1747         /*
1748          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1749          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1750          * the wakeup to our caller.
1751          */
1752         return true;
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1757  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1758  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1759  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1760  * that is encountered beforehand.
1761  *
1762  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1763  */
1764 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1765 {
1766         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1767         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1768         bool ret = false;
1769
1770         /*
1771          * If there is no grace period in progress right now, any
1772          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1773          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1774          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1775          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1776          * then start the grace period!
1777          */
1778         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1779         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1780         return ret;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1785  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1786  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1787  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1788  * is released before return.
1789  */
1790 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1791         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1792 {
1793         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1794         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1795         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1800  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1801  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1802  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1803  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1804  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1805  */
1806 static void
1807 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1808                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1809         __releases(rnp->lock)
1810 {
1811         struct rcu_node *rnp_c;
1812
1813         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1814         for (;;) {
1815                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1816
1817                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1818                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1819                         return;
1820                 }
1821                 rnp->qsmask &= ~mask;
1822                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1823                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1824                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1825                                                  !!rnp->gp_tasks);
1826                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1827
1828                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1829                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1830                         return;
1831                 }
1832                 mask = rnp->grpmask;
1833                 if (rnp->parent == NULL) {
1834
1835                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1836
1837                         break;
1838                 }
1839                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1840                 rnp_c = rnp;
1841                 rnp = rnp->parent;
1842                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1843                 smp_mb__after_unlock_lock();
1844                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1849          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1850          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1851          */
1852         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1857  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1858  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1859  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1860  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1861  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1862  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1863  */
1864 static void
1865 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1866 {
1867         unsigned long flags;
1868         unsigned long mask;
1869         bool needwake;
1870         struct rcu_node *rnp;
1871
1872         rnp = rdp->mynode;
1873         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1874         smp_mb__after_unlock_lock();
1875         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1876             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1877
1878                 /*
1879                  * The grace period in which this quiescent state was
1880                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1881                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1882                  * within the current grace period.
1883                  */
1884                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1885                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1886                 return;
1887         }
1888         mask = rdp->grpmask;
1889         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1890                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1891         } else {
1892                 rdp->qs_pending = 0;
1893
1894                 /*
1895                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1896                  * callbacks can be processed during the next GP.
1897                  */
1898                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1899
1900                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1901                 if (needwake)
1902                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1903         }
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1908  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1909  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1910  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1911  */
1912 static void
1913 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1914 {
1915         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1916         note_gp_changes(rsp, rdp);
1917
1918         /*
1919          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1920          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1921          */
1922         if (!rdp->qs_pending)
1923                 return;
1924
1925         /*
1926          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1927          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1928          */
1929         if (!rdp->passed_quiesce)
1930                 return;
1931
1932         /*
1933          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1934          * judge of that).
1935          */
1936         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1937 }
1938
1939 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1940
1941 /*
1942  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1943  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1944  * ->orphan_lock.
1945  */
1946 static void
1947 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1948                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1949 {
1950         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1951         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1952                 return;
1953
1954         /*
1955          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1956          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1957          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1958          */
1959         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1960                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1961                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1962                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1963                 rdp->qlen_lazy = 0;
1964                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1965         }
1966
1967         /*
1968          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1969          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1970          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1971          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1972          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1973          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1974          * we just reset the whole thing later on.
1975          */
1976         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1977                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1978                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1979                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1980         }
1981
1982         /*
1983          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1984          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1985          * required to pass though another grace period: They are done.
1986          */
1987         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1988                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1989                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1990         }
1991
1992         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1993         init_callback_list(rdp);
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1998  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1999  */
2000 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2001 {
2002         int i;
2003         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2004
2005         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2006         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2007                 return;
2008
2009         /* Do the accounting first. */
2010         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2011         rdp->qlen += rsp->qlen;
2012         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2013         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2014                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2015         rsp->qlen_lazy = 0;
2016         rsp->qlen = 0;
2017
2018         /*
2019          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2020          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2021          * we are the task doing the rcu_barrier().
2022          */
2023
2024         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2025         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2026                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2027                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2028                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2029                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2030                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2031                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2032                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2033         }
2034
2035         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2036         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2037                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2038                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2039                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2040                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2041         }
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2046  */
2047 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2048 {
2049         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2050         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2051         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2052
2053         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2054         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2055                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2056                                TPS("cpuofl"));
2057 }
2058
2059 /*
2060  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2061  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2062  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2063  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2064  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2065  */
2066 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2067 {
2068         unsigned long flags;
2069         unsigned long mask;
2070         int need_report = 0;
2071         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2072         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2073
2074         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2075         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2076
2077         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2078
2079         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2080         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2081         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2082
2083         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2084         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2085         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2086
2087         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2088         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2089         do {
2090                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2091                 smp_mb__after_unlock_lock();
2092                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2093                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2094                         if (rnp != rdp->mynode)
2095                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2096                         break;
2097                 }
2098                 if (rnp == rdp->mynode)
2099                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2100                 else
2101                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2102                 mask = rnp->grpmask;
2103                 rnp = rnp->parent;
2104         } while (rnp != NULL);
2105
2106         /*
2107          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2108          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2109          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2110          * held leads to deadlock.
2111          */
2112         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2113         rnp = rdp->mynode;
2114         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2115                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2116         else
2117                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2118         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2119                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2120         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2121                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2122                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2123         init_callback_list(rdp);
2124         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2125         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2126         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2127 }
2128
2129 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2130
2131 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2132 {
2133 }
2134
2135 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2136 {
2137 }
2138
2139 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2140
2141 /*
2142  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2143  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2144  */
2145 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2146 {
2147         unsigned long flags;
2148         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2149         long bl, count, count_lazy;
2150         int i;
2151
2152         /* If no callbacks are ready, just return. */
2153         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2154                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2155                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2156                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2157                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2158                 return;
2159         }
2160
2161         /*
2162          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2163          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2164          */
2165         local_irq_save(flags);
2166         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2167         bl = rdp->blimit;
2168         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2169         list = rdp->nxtlist;
2170         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2171         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2172         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2173         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2174                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2175                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2176         local_irq_restore(flags);
2177
2178         /* Invoke callbacks. */
2179         count = count_lazy = 0;
2180         while (list) {
2181                 next = list->next;
2182                 prefetch(next);
2183                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2184                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2185                         count_lazy++;
2186                 list = next;
2187                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2188                 if (++count >= bl &&
2189                     (need_resched() ||
2190                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2191                         break;
2192         }
2193
2194         local_irq_save(flags);
2195         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2196                             is_idle_task(current),
2197                             rcu_is_callbacks_kthread());
2198
2199         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2200         if (list != NULL) {
2201                 *tail = rdp->nxtlist;
2202                 rdp->nxtlist = list;
2203                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2204                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2205                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2206                         else
2207                                 break;
2208         }
2209         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2210         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2211         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2212         rdp->n_cbs_invoked += count;
2213
2214         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2215         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2216                 rdp->blimit = blimit;
2217
2218         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2219         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2220                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2221                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2222         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2223                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2224         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2225
2226         local_irq_restore(flags);
2227
2228         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2229         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2230                 invoke_rcu_core();
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2235  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2236  * Also schedule RCU core processing.
2237  *
2238  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2239  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2240  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2241  */
2242 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2243 {
2244         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2245         increment_cpu_stall_ticks();
2246         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2247
2248                 /*
2249                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2250                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2251                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2252                  * a quiescent state, so note it.
2253                  *
2254                  * No memory barrier is required here because both
2255                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2256                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2257                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2258                  */
2259
2260                 rcu_sched_qs(cpu);
2261                 rcu_bh_qs(cpu);
2262
2263         } else if (!in_softirq()) {
2264
2265                 /*
2266                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2267                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2268                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2269                  * critical section, so note it.
2270                  */
2271
2272                 rcu_bh_qs(cpu);
2273         }
2274         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2275         if (rcu_pending(cpu))
2276                 invoke_rcu_core();
2277         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2282  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2283  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2284  *
2285  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2286  */
2287 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2288                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2289                                   unsigned long *maxj),
2290                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2291 {
2292         unsigned long bit;
2293         int cpu;
2294         unsigned long flags;
2295         unsigned long mask;
2296         struct rcu_node *rnp;
2297
2298         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2299                 cond_resched();
2300                 mask = 0;
2301                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2302                 smp_mb__after_unlock_lock();
2303                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2304                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2305                         return;
2306                 }
2307                 if (rnp->qsmask == 0) {
2308                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2309                         continue;
2310                 }
2311                 cpu = rnp->grplo;
2312                 bit = 1;
2313                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2314                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2315                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2316                                         *isidle = 0;
2317                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2318                                         mask |= bit;
2319                         }
2320                 }
2321                 if (mask != 0) {
2322
2323                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2324                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2325                         continue;
2326                 }
2327                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2328         }
2329         rnp = rcu_get_root(rsp);
2330         if (rnp->qsmask == 0) {
2331                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2332                 smp_mb__after_unlock_lock();
2333                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2334         }
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2339  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2340  */
2341 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2342 {
2343         unsigned long flags;
2344         bool ret;
2345         struct rcu_node *rnp;
2346         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2347
2348         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2349         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2350         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2351                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2352                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2353                 if (rnp_old != NULL)
2354                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2355                 if (ret) {
2356                         ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2357                         return;
2358                 }
2359                 rnp_old = rnp;
2360         }
2361         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2362
2363         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2364         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2365         smp_mb__after_unlock_lock();
2366         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2367         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2368                 ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2369                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2370                 return;  /* Someone beat us to it. */
2371         }
2372         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2373         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2374         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2375 }
2376
2377 /*
2378  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2379  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2380  * whom the rdp belongs.
2381  */
2382 static void
2383 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2384 {
2385         unsigned long flags;
2386         bool needwake;
2387         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2388
2389         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2390
2391         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2392         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2393
2394         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2395         local_irq_save(flags);
2396         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2397                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2398                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2399                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2400                 if (needwake)
2401                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2402         } else {
2403                 local_irq_restore(flags);
2404         }
2405
2406         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2407         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2408                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2409
2410         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2411         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Do RCU core processing for the current CPU.
2416  */
2417 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2418 {
2419         struct rcu_state *rsp;
2420
2421         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2422                 return;
2423         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2424         for_each_rcu_flavor(rsp)
2425                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2426         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2427 }
2428
2429 /*
2430  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2431  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2432  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2433  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2434  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2435  */
2436 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2437 {
2438         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2439                 return;
2440         if (likely(!rsp->boost)) {
2441                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2442                 return;
2443         }
2444         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2445 }
2446
2447 static void invoke_rcu_core(void)
2448 {
2449         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2450                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2455  */
2456 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2457                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2458 {
2459         bool needwake;
2460
2461         /*
2462          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2463          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2464          */
2465         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2466                 invoke_rcu_core();
2467
2468         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2469         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2470                 return;
2471
2472         /*
2473          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2474          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2475          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2476          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2477          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2478          */
2479         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2480
2481                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2482                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2483
2484                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2485                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2486                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2487
2488                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2489                         smp_mb__after_unlock_lock();
2490                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2491                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2492                         if (needwake)
2493                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2494                 } else {
2495                         /* Give the grace period a kick. */
2496                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2497                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2498                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2499                                 force_quiescent_state(rsp);
2500                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2501                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2502                 }
2503         }
2504 }
2505
2506 /*
2507  * RCU callback function to leak a callback.
2508  */
2509 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2510 {
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2515  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2516  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2517  * is expected to specify a CPU.
2518  */
2519 static void
2520 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2521            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2522 {
2523         unsigned long flags;
2524         struct rcu_data *rdp;
2525
2526         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2527         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2528                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2529                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2530                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2531                 return;
2532         }
2533         head->func = func;
2534         head->next = NULL;
2535
2536         /*
2537          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2538          * Note that we might see a beginning right after we see an
2539          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2540          * a quiescent state betweentimes.
2541          */
2542         local_irq_save(flags);
2543         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2544
2545         /* Add the callback to our list. */
2546         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2547                 int offline;
2548
2549                 if (cpu != -1)
2550                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2551                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2552                 WARN_ON_ONCE(offline);
2553                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2554                 local_irq_restore(flags);
2555                 return;
2556         }
2557         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2558         if (lazy)
2559                 rdp->qlen_lazy++;
2560         else
2561                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2562         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2563         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2564         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2565
2566         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2567                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2568                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2569         else
2570                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2571
2572         /* Go handle any RCU core processing required. */
2573         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2574         local_irq_restore(flags);
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2579  */
2580 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2581 {
2582         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2583 }
2584 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2585
2586 /*
2587  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2588  */
2589 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2590 {
2591         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2592 }
2593 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2594
2595 /*
2596  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2597  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2598  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2599  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2600  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2601  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2602  * some overhead: RCU still operates correctly.
2603  */
2604 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2605 {
2606         int ret;
2607
2608         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2609         preempt_disable();
2610         ret = num_online_cpus() <= 1;
2611         preempt_enable();
2612         return ret;
2613 }
2614
2615 /**
2616  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2617  *
2618  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2619  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2620  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2621  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2622  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2623  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2624  * rcu_read_lock_sched().
2625  *
2626  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2627  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2628  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2629  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2630  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2631  *
2632  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2633  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2634  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2635  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2636  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2637  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2638  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2639  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2640  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2641  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2642  * that are executing in the kernel.
2643  *
2644  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2645  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2646  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2647  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2648  * again only if the system has more than one CPU).
2649  *
2650  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2651  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2652  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2653  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2654  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2655  */
2656 void synchronize_sched(void)
2657 {
2658         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2659                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2660                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2661                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2662         if (rcu_blocking_is_gp())
2663                 return;
2664         if (rcu_expedited)
2665                 synchronize_sched_expedited();
2666         else
2667                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2670
2671 /**
2672  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2673  *
2674  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2675  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2676  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2677  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2678  * and may be nested.
2679  *
2680  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2681  * on memory ordering guarantees.
2682  */
2683 void synchronize_rcu_bh(void)
2684 {
2685         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2686                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2687                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2688                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2689         if (rcu_blocking_is_gp())
2690                 return;
2691         if (rcu_expedited)
2692                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2693         else
2694                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2695 }
2696 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2697
2698 /**
2699  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2700  *
2701  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2702  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2703  * meantime.
2704  */
2705 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2706 {
2707         /*
2708          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2709          * before the load from ->gpnum.
2710          */
2711         smp_mb();  /* ^^^ */
2712
2713         /*
2714          * Make sure this load happens before the purportedly
2715          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2716          * and cond_synchronize_rcu().
2717          */
2718         return smp_load_acquire(&rcu_state->gpnum);
2719 }
2720 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2721
2722 /**
2723  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2724  *
2725  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2726  *
2727  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2728  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2729  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2730  *
2731  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2732  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2733  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2734  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2735  */
2736 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2737 {
2738         unsigned long newstate;
2739
2740         /*
2741          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2742          * actions the caller might carry out after we return.
2743          */
2744         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state->completed);
2745         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2746                 synchronize_rcu();
2747 }
2748 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2749
2750 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2751 {
2752         /*
2753          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2754          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2755          * time that it returns.
2756          *
2757          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2758          * above condition is already met when the control reaches
2759          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2760          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2761          * robustness against future implementation changes.
2762          */
2763         smp_mb(); /* See above comment block. */
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 /**
2768  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2769  *
2770  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2771  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2772  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2773  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2774  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2775  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2776  * synchronize_sched() instead.
2777  *
2778  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2779  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2780  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2781  * these restriction will result in deadlock.
2782  *
2783  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2784  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2785  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2786  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2787  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2788  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2789  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2790  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2791  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2792  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2793  *
2794  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2795  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2796  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2797  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2798  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2799  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2800  * doing our work for us.
2801  *
2802  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2803  */
2804 void synchronize_sched_expedited(void)
2805 {
2806         long firstsnap, s, snap;
2807         int trycount = 0;
2808         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2809
2810         /*
2811          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2812          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2813          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2814          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2815          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2816          * course be required on a 64-bit system.
2817          */
2818         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2819                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2820                          ULONG_MAX / 8)) {
2821                 synchronize_sched();
2822                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2823                 return;
2824         }
2825
2826         /*
2827          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2828          * full memory barrier.
2829          */
2830         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2831         firstsnap = snap;
2832         get_online_cpus();
2833         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2834
2835         /*
2836          * Each pass through the following loop attempts to force a
2837          * context switch on each CPU.
2838          */
2839         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2840                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2841                              NULL) == -EAGAIN) {
2842                 put_online_cpus();
2843                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2844
2845                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2846                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2847                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2848                         /* ensure test happens before caller kfree */
2849                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2850                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2851                         return;
2852                 }
2853
2854                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2855                 if (trycount++ < 10) {
2856                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2857                 } else {
2858                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2859                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2860                         return;
2861                 }
2862
2863                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2864                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2865                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2866                         /* ensure test happens before caller kfree */
2867                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2868                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2869                         return;
2870                 }
2871
2872                 /*
2873                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2874                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2875                  * after they started, so our grace period works for them,
2876                  * and they started after our first try, so their grace
2877                  * period works for us.
2878                  */
2879                 get_online_cpus();
2880                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2881                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2882         }
2883         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2884
2885         /*
2886          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2887          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2888          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2889          * than we did already did their update.
2890          */
2891         do {
2892                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2893                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2894                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2895                         /* ensure test happens before caller kfree */
2896                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2897                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2898                         break;
2899                 }
2900         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2901         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2902
2903         put_online_cpus();
2904 }
2905 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2906
2907 /*
2908  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2909  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2910  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2911  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2912  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2913  */
2914 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2915 {
2916         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2917
2918         rdp->n_rcu_pending++;
2919
2920         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2921         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2922
2923         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2924         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
2925                 return 0;
2926
2927         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2928         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2929             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2930                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2931         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2932                 rdp->n_rp_report_qs++;
2933                 return 1;
2934         }
2935
2936         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2937         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2938                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2939                 return 1;
2940         }
2941
2942         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2943         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2944                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2945                 return 1;
2946         }
2947
2948         /* Has another RCU grace period completed?  */
2949         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2950                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2951                 return 1;
2952         }
2953
2954         /* Has a new RCU grace period started? */
2955         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2956                 rdp->n_rp_gp_started++;
2957                 return 1;
2958         }
2959
2960         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2961         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2962                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
2963                 return 1;
2964         }
2965
2966         /* nothing to do */
2967         rdp->n_rp_need_nothing++;
2968         return 0;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2973  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2974  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2975  */
2976 static int rcu_pending(int cpu)
2977 {
2978         struct rcu_state *rsp;
2979
2980         for_each_rcu_flavor(rsp)
2981                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2982                         return 1;
2983         return 0;
2984 }
2985
2986 /*
2987  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2988  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2989  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2990  */
2991 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2992 {
2993         bool al = true;
2994         bool hc = false;
2995         struct rcu_data *rdp;
2996         struct rcu_state *rsp;
2997
2998         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2999                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3000                 if (!rdp->nxtlist)
3001                         continue;
3002                 hc = true;
3003                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3004                         al = false;
3005                         break;
3006                 }
3007         }
3008         if (all_lazy)
3009                 *all_lazy = al;
3010         return hc;
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3015  * the compiler is expected to optimize this away.
3016  */
3017 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3018                                int cpu, unsigned long done)
3019 {
3020         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3021                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3022 }
3023
3024 /*
3025  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3026  * up the task executing _rcu_barrier().
3027  */
3028 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3029 {
3030         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3031         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3032
3033         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3034                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3035                 complete(&rsp->barrier_completion);
3036         } else {
3037                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3038         }
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3043  */
3044 static void rcu_barrier_func(void *type)
3045 {
3046         struct rcu_state *rsp = type;
3047         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
3048
3049         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3050         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3051         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3052 }
3053
3054 /*
3055  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3056  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3057  */
3058 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3059 {
3060         int cpu;
3061         struct rcu_data *rdp;
3062         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3063         unsigned long snap_done;
3064
3065         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3066
3067         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3068         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3069
3070         /*
3071          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3072          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3073          */
3074         smp_mb();  /* See above block comment. */
3075
3076         /*
3077          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3078          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3079          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3080          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3081          */
3082         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3083         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3084
3085         /*
3086          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3087          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3088          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3089          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3090          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3091          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3092          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3093          * this for us (thank you, Linus!).
3094          */
3095         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3096                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3097                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3098                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3099                 return;
3100         }
3101
3102         /*
3103          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3104          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3105          * the increment to precede the early-exit check.
3106          */
3107         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3108         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3109         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3110         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3111
3112         /*
3113          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3114          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3115          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3116          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3117          */
3118         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3119         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3120         get_online_cpus();
3121
3122         /*
3123          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3124          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3125          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3126          */
3127         for_each_possible_cpu(cpu) {
3128                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3129                         continue;
3130                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3131                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3132                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3133                                            rsp->n_barrier_done);
3134                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3135                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3136                                    rsp, cpu, 0);
3137                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3138                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3139                                            rsp->n_barrier_done);
3140                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3141                 } else {
3142                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3143                                            rsp->n_barrier_done);
3144                 }
3145         }
3146         put_online_cpus();
3147
3148         /*
3149          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3150          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3151          */
3152         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3153                 complete(&rsp->barrier_completion);
3154
3155         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3156         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3157         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3158         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3159         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3160         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3161
3162         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3163         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3164
3165         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3166         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3167 }
3168
3169 /**
3170  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3171  */
3172 void rcu_barrier_bh(void)
3173 {
3174         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3177
3178 /**
3179  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3180  */
3181 void rcu_barrier_sched(void)
3182 {
3183         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3186
3187 /*
3188  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3189  */
3190 static void __init
3191 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3192 {
3193         unsigned long flags;
3194         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3195         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3196
3197         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3198         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3199         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3200         init_callback_list(rdp);
3201         rdp->qlen_lazy = 0;
3202         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3203         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3204         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3205         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3206         rdp->cpu = cpu;
3207         rdp->rsp = rsp;
3208         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3209         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3210 }
3211
3212 /*
3213  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3214  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3215  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3216  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3217  */
3218 static void
3219 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3220 {
3221         unsigned long flags;
3222         unsigned long mask;
3223         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3224         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3225
3226         /* Exclude new grace periods. */
3227         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3228
3229         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3230         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3231         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3232         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3233         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3234         rdp->blimit = blimit;
3235         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3236         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3237         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3238         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3239                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3240         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3241
3242         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3243         rnp = rdp->mynode;
3244         mask = rdp->grpmask;
3245         do {
3246                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3247                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3248                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3249                 mask = rnp->grpmask;
3250                 if (rnp == rdp->mynode) {
3251                         /*
3252                          * If there is a grace period in progress, we will
3253                          * set up to wait for it next time we run the
3254                          * RCU core code.
3255                          */
3256                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3257                         rdp->completed = rnp->completed;
3258                         rdp->passed_quiesce = 0;
3259                         rdp->qs_pending = 0;
3260                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3261                 }
3262                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3263                 rnp = rnp->parent;
3264         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3265         local_irq_restore(flags);
3266
3267         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3268 }
3269
3270 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3271 {
3272         struct rcu_state *rsp;
3273
3274         for_each_rcu_flavor(rsp)
3275                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Handle CPU online/offline notification events.
3280  */
3281 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3282                                     unsigned long action, void *hcpu)
3283 {
3284         long cpu = (long)hcpu;
3285         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3286         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3287         struct rcu_state *rsp;
3288
3289         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3290         switch (action) {
3291         case CPU_UP_PREPARE:
3292         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3293                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3294                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3295                 break;
3296         case CPU_ONLINE:
3297         case CPU_DOWN_FAILED:
3298                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3299                 break;
3300         case CPU_DOWN_PREPARE:
3301                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3302                 break;
3303         case CPU_DYING:
3304         case CPU_DYING_FROZEN:
3305                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3306                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3307                 break;
3308         case CPU_DEAD:
3309         case CPU_DEAD_FROZEN:
3310         case CPU_UP_CANCELED:
3311         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3312                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3313                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3314                 break;
3315         default:
3316                 break;
3317         }
3318         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3319         return NOTIFY_OK;
3320 }
3321
3322 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3323                          unsigned long action, void *hcpu)
3324 {
3325         switch (action) {
3326         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3327         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3328                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3329                         rcu_expedited = 1;
3330                 break;
3331         case PM_POST_HIBERNATION:
3332         case PM_POST_SUSPEND:
3333                 rcu_expedited = 0;
3334                 break;
3335         default:
3336                 break;
3337         }
3338         return NOTIFY_OK;
3339 }
3340
3341 /*
3342  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3343  */
3344 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3345 {
3346         unsigned long flags;
3347         struct rcu_node *rnp;
3348         struct rcu_state *rsp;
3349         struct task_struct *t;
3350
3351         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3352                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3353                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3354                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3355                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3356                 rsp->gp_kthread = t;
3357                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3358                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3359         }
3360         return 0;
3361 }
3362 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3363
3364 /*
3365  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3366  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3367  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3368  * task is booting the system).  After this function is called, the
3369  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3370  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3371  */
3372 void rcu_scheduler_starting(void)
3373 {
3374         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3375         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3376         rcu_scheduler_active = 1;
3377 }
3378
3379 /*
3380  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3381  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3382  */
3383 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3384 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3385 {
3386         int i;
3387
3388         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3389         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3390                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3391 }
3392 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3393 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3394 {
3395         int ccur;
3396         int cprv;
3397         int i;
3398
3399         cprv = nr_cpu_ids;
3400         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3401                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3402                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3403                 cprv = ccur;
3404         }
3405 }
3406 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3407
3408 /*
3409  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3410  */
3411 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3412                 struct rcu_data __percpu *rda)
3413 {
3414         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3415                                "rcu_node_1",
3416                                "rcu_node_2",
3417                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3418         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3419                                "rcu_node_fqs_1",
3420                                "rcu_node_fqs_2",
3421                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3422         int cpustride = 1;
3423         int i;
3424         int j;
3425         struct rcu_node *rnp;
3426
3427         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3428
3429         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3430         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3431                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3432
3433         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3434
3435         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3436                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3437         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3438                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3439         rcu_init_levelspread(rsp);
3440
3441         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3442
3443         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3444                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3445                 rnp = rsp->level[i];
3446                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3447                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3448                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3449                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3450                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3451                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3452                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3453                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3454                         rnp->completed = rsp->completed;
3455                         rnp->qsmask = 0;
3456                         rnp->qsmaskinit = 0;
3457                         rnp->grplo = j * cpustride;
3458                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3459                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3460                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3461                         if (i == 0) {
3462                                 rnp->grpnum = 0;
3463                                 rnp->grpmask = 0;
3464                                 rnp->parent = NULL;
3465                         } else {
3466                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3467                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3468                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3469                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3470                         }
3471                         rnp->level = i;
3472                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3473                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3474                 }
3475         }
3476
3477         rsp->rda = rda;
3478         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3479         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3480         for_each_possible_cpu(i) {
3481                 while (i > rnp->grphi)
3482                         rnp++;
3483                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3484                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3485         }
3486         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3491  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3492  * the ->node array in the rcu_state structure.
3493  */
3494 static void __init rcu_init_geometry(void)
3495 {
3496         ulong d;
3497         int i;
3498         int j;
3499         int n = nr_cpu_ids;
3500         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3501
3502         /*
3503          * Initialize any unspecified boot parameters.
3504          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3505          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3506          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3507          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3508          */
3509         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3510         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3511                 jiffies_till_first_fqs = d;
3512         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3513                 jiffies_till_next_fqs = d;
3514
3515         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3516         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3517             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3518                 return;
3519         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3520                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3521
3522         /*
3523          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3524          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3525          * some of the arithmetic easier.
3526          */
3527         rcu_capacity[0] = 1;
3528         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3529         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3530                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3531
3532         /*
3533          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3534          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3535          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3536          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3537          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3538          * compile-time values if these limits are exceeded.
3539          */
3540         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3541             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3542             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3543                 WARN_ON(1);
3544                 return;
3545         }
3546
3547         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3548         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3549                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3550                         for (j = 0; j <= i; j++)
3551                                 num_rcu_lvl[j] =
3552                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3553                         rcu_num_lvls = i;
3554                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3555                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3556                         break;
3557                 }
3558
3559         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3560         rcu_num_nodes = 0;
3561         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3562                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3563         rcu_num_nodes -= n;
3564 }
3565
3566 void __init rcu_init(void)
3567 {
3568         int cpu;
3569
3570         rcu_bootup_announce();
3571         rcu_init_geometry();
3572         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3573         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3574         __rcu_init_preempt();
3575         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3576
3577         /*
3578          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3579          * this is called early in boot, before either interrupts
3580          * or the scheduler are operational.
3581          */
3582         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3583         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3584         for_each_online_cpu(cpu)
3585                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3586 }
3587
3588 #include "tree_plugin.h"