rcu: Remove "cpu" argument to rcu_note_context_switch()
[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 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 struct rcu_state sname##_state = { \
95         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
96         .call = cr, \
97         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
101         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
102         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
105         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
106         .abbr = sabbr, \
107 }; \
108 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data)
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
156
157 /*
158  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
159  * handle all flavors of RCU.
160  */
161 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
162 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
163 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
164 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
165
166 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
167
168 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
169 static void invoke_rcu_core(void);
170 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
171
172 /*
173  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
174  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
175  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
176  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
177  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
178  * These variables enable correlating rcutorture output with the
179  * RCU tracing information.
180  */
181 unsigned long rcutorture_testseq;
182 unsigned long rcutorture_vernum;
183
184 /*
185  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
186  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
187  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
188  */
189 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
190 {
191         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
192 }
193
194 /*
195  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
196  * how many quiescent states passed, just if there was at least
197  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
198  * The caller must have disabled preemption.
199  */
200 void rcu_sched_qs(void)
201 {
202         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
203                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
204                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
205                                        TPS("cpuqs"));
206                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
207         }
208 }
209
210 void rcu_bh_qs(void)
211 {
212         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
213                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
214                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
215                                        TPS("cpuqs"));
216                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
217         }
218 }
219
220 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
221
222 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
223         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
224         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
225 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
226         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
227         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
228 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
229 };
230
231 /*
232  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
233  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
234  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
235  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
236  * this CPU might (or might not) do in the near future.
237  *
238  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
239  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
240  * by two.
241  */
242 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
243 {
244         unsigned long flags;
245         struct rcu_data *rdp;
246         struct rcu_dynticks *rdtp;
247         int resched_mask;
248         struct rcu_state *rsp;
249
250         local_irq_save(flags);
251
252         /*
253          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
254          * the flag will be set again after some delay.
255          */
256         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
257         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
258
259         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
260         for_each_rcu_flavor(rsp) {
261                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
262                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
263                         continue;
264                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
265                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
266                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
267                         continue;
268
269                 /*
270                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
271                  * This allows the grace-period kthread to record the
272                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
273                  * further.
274                  */
275                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
276                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
277                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
278                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
279                 break;
280         }
281         local_irq_restore(flags);
282 }
283
284 /*
285  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
286  * and requires special handling for preemptible RCU.
287  * The caller must have disabled preemption.
288  */
289 void rcu_note_context_switch(void)
290 {
291         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
292         rcu_sched_qs();
293         rcu_preempt_note_context_switch();
294         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
295                 rcu_momentary_dyntick_idle();
296         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
297 }
298 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
299
300 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
301 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
302 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
303
304 module_param(blimit, long, 0444);
305 module_param(qhimark, long, 0444);
306 module_param(qlowmark, long, 0444);
307
308 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
309 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
310
311 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
312 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
313
314 /*
315  * How long the grace period must be before we start recruiting
316  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
317  */
318 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
319 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
320
321 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
322                                   struct rcu_data *rdp);
323 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
324                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
325                                   unsigned long *maxj),
326                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
327 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
328 static int rcu_pending(void);
329
330 /*
331  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
332  */
333 long rcu_batches_completed_sched(void)
334 {
335         return rcu_sched_state.completed;
336 }
337 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
338
339 /*
340  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
341  */
342 long rcu_batches_completed_bh(void)
343 {
344         return rcu_bh_state.completed;
345 }
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
347
348 /*
349  * Force a quiescent state.
350  */
351 void rcu_force_quiescent_state(void)
352 {
353         force_quiescent_state(rcu_state_p);
354 }
355 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
356
357 /*
358  * Force a quiescent state for RCU BH.
359  */
360 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
361 {
362         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
363 }
364 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
365
366 /*
367  * Show the state of the grace-period kthreads.
368  */
369 void show_rcu_gp_kthreads(void)
370 {
371         struct rcu_state *rsp;
372
373         for_each_rcu_flavor(rsp) {
374                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
375                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
376                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
377         }
378 }
379 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
380
381 /*
382  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
383  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
384  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
385  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
386  * store this state in rcutorture itself.
387  */
388 void rcutorture_record_test_transition(void)
389 {
390         rcutorture_testseq++;
391         rcutorture_vernum = 0;
392 }
393 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
394
395 /*
396  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
397  */
398 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
399                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
400 {
401         struct rcu_state *rsp = NULL;
402
403         switch (test_type) {
404         case RCU_FLAVOR:
405                 rsp = rcu_state_p;
406                 break;
407         case RCU_BH_FLAVOR:
408                 rsp = &rcu_bh_state;
409                 break;
410         case RCU_SCHED_FLAVOR:
411                 rsp = &rcu_sched_state;
412                 break;
413         default:
414                 break;
415         }
416         if (rsp != NULL) {
417                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
418                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
419                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
420                 return;
421         }
422         *flags = 0;
423         *gpnum = 0;
424         *completed = 0;
425 }
426 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
427
428 /*
429  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
430  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
431  * messages.
432  */
433 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
434 {
435         rcutorture_vernum++;
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
438
439 /*
440  * Force a quiescent state for RCU-sched.
441  */
442 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
443 {
444         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
445 }
446 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
447
448 /*
449  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
450  */
451 static int
452 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
453 {
454         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
455                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
456 }
457
458 /*
459  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
460  */
461 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
462 {
463         return &rsp->node[0];
464 }
465
466 /*
467  * Is there any need for future grace periods?
468  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
469  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
470  */
471 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
472 {
473         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
474         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
475         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
476
477         return ACCESS_ONCE(*fp);
478 }
479
480 /*
481  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
482  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
483  * normal callback registry.
484  */
485 static int
486 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
487 {
488         int i;
489
490         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
491                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
492         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
493                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
494         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
495                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
496         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
497                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
498         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
499                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
500                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
501                                  rdp->nxtcompleted[i]))
502                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
503         return 0; /* No grace period needed. */
504 }
505
506 /*
507  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
508  *
509  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
510  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
511  * The caller must have disabled interrupts.
512  */
513 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
514 {
515         struct rcu_state *rsp;
516         struct rcu_data *rdp;
517         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
518
519         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
520         if (!user && !is_idle_task(current)) {
521                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
522                         idle_task(smp_processor_id());
523
524                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
525                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
526                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
527                           current->pid, current->comm,
528                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
529         }
530         for_each_rcu_flavor(rsp) {
531                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
532                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
533         }
534         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
535         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
536         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
537         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
538         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
539         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
540         rcu_dynticks_task_enter();
541
542         /*
543          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
544          * in an RCU read-side critical section.
545          */
546         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
547                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
548         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
549                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
550         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
551                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
552 }
553
554 /*
555  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
556  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
557  */
558 static void rcu_eqs_enter(bool user)
559 {
560         long long oldval;
561         struct rcu_dynticks *rdtp;
562
563         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
564         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
565         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
566         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
567                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
568                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
569         } else {
570                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
571         }
572 }
573
574 /**
575  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
576  *
577  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
578  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
579  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
580  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
581  *
582  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
583  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
584  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
585  */
586 void rcu_idle_enter(void)
587 {
588         unsigned long flags;
589
590         local_irq_save(flags);
591         rcu_eqs_enter(false);
592         rcu_sysidle_enter(0);
593         local_irq_restore(flags);
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
596
597 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
598 /**
599  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
600  *
601  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
602  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
603  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
604  * when the CPU runs in userspace.
605  */
606 void rcu_user_enter(void)
607 {
608         rcu_eqs_enter(1);
609 }
610 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
611
612 /**
613  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
614  *
615  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
616  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
617  * sections can occur.
618  *
619  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
620  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
621  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
622  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
623  *
624  * Use things like work queues to work around this limitation.
625  *
626  * You have been warned.
627  */
628 void rcu_irq_exit(void)
629 {
630         unsigned long flags;
631         long long oldval;
632         struct rcu_dynticks *rdtp;
633
634         local_irq_save(flags);
635         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
636         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
637         rdtp->dynticks_nesting--;
638         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
639         if (rdtp->dynticks_nesting)
640                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
641         else
642                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
643         rcu_sysidle_enter(1);
644         local_irq_restore(flags);
645 }
646
647 /*
648  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
649  *
650  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
651  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
652  * The caller must have disabled interrupts.
653  */
654 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
655 {
656         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
657
658         rcu_dynticks_task_exit();
659         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
660         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
661         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
662         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
663         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
664         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
665         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
666         if (!user && !is_idle_task(current)) {
667                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
668                         idle_task(smp_processor_id());
669
670                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
671                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
672                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
673                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
674                           current->pid, current->comm,
675                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
676         }
677 }
678
679 /*
680  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
681  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
682  */
683 static void rcu_eqs_exit(bool user)
684 {
685         struct rcu_dynticks *rdtp;
686         long long oldval;
687
688         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
689         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
690         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
691         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
692                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
693         } else {
694                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
695                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
696         }
697 }
698
699 /**
700  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
701  *
702  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
703  * read-side critical sections can occur.
704  *
705  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
706  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
707  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
708  * now starting.
709  */
710 void rcu_idle_exit(void)
711 {
712         unsigned long flags;
713
714         local_irq_save(flags);
715         rcu_eqs_exit(false);
716         rcu_sysidle_exit(0);
717         local_irq_restore(flags);
718 }
719 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
720
721 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
722 /**
723  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
724  *
725  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
726  * run a RCU read side critical section anytime.
727  */
728 void rcu_user_exit(void)
729 {
730         rcu_eqs_exit(1);
731 }
732 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
733
734 /**
735  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
736  *
737  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
738  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
739  * sections can occur.
740  *
741  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
742  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
743  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
744  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
745  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
746  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
747  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
748  *
749  * Use things like work queues to work around this limitation.
750  *
751  * You have been warned.
752  */
753 void rcu_irq_enter(void)
754 {
755         unsigned long flags;
756         struct rcu_dynticks *rdtp;
757         long long oldval;
758
759         local_irq_save(flags);
760         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
761         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
762         rdtp->dynticks_nesting++;
763         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
764         if (oldval)
765                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
766         else
767                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
768         rcu_sysidle_exit(1);
769         local_irq_restore(flags);
770 }
771
772 /**
773  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
774  *
775  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
776  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
777  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
778  */
779 void rcu_nmi_enter(void)
780 {
781         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
782
783         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
784             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
785                 return;
786         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
787         smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
788         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
789         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
790         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
791         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
792 }
793
794 /**
795  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
796  *
797  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
798  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
799  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
800  */
801 void rcu_nmi_exit(void)
802 {
803         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
804
805         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
806             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
807                 return;
808         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
809         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
810         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
811         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
812         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
813 }
814
815 /**
816  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
817  *
818  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
819  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
820  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
821  * least disabled preemption.
822  */
823 bool notrace __rcu_is_watching(void)
824 {
825         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
826 }
827
828 /**
829  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
830  *
831  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
832  * or NMI handler, return true.
833  */
834 bool notrace rcu_is_watching(void)
835 {
836         bool ret;
837
838         preempt_disable();
839         ret = __rcu_is_watching();
840         preempt_enable();
841         return ret;
842 }
843 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
844
845 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
846
847 /*
848  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
849  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
850  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
851  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
852  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
853  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
854  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
855  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
856  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
857  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
858  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
859  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
860  * notifiers.
861  *
862  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
863  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
864  *
865  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
866  * errors from NMI handlers anyway.
867  */
868 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
869 {
870         struct rcu_data *rdp;
871         struct rcu_node *rnp;
872         bool ret;
873
874         if (in_nmi())
875                 return true;
876         preempt_disable();
877         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
878         rnp = rdp->mynode;
879         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
880               !rcu_scheduler_fully_active;
881         preempt_enable();
882         return ret;
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
885
886 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
887
888 /**
889  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
890  *
891  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
892  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
893  * disabled preemption.
894  */
895 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
896 {
897         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
898 }
899
900 /*
901  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
902  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
903  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
904  */
905 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
906                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
907 {
908         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
909         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
910         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
911                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
912                 return 1;
913         } else {
914                 return 0;
915         }
916 }
917
918 /*
919  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
920  * that context switches can allow the state machine to make progress.
921  */
922 extern void resched_cpu(int cpu);
923
924 /*
925  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
926  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
927  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
928  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
929  */
930 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
931                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
932 {
933         unsigned int curr;
934         int *rcrmp;
935         unsigned int snap;
936
937         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
938         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
939
940         /*
941          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
942          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
943          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
944          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
945          * read-side critical section that started before the beginning
946          * of the current RCU grace period.
947          */
948         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
949                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
950                 rdp->dynticks_fqs++;
951                 return 1;
952         }
953
954         /*
955          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
956          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
957          * state: If we see it offline even once, it has been through a
958          * quiescent state.
959          *
960          * The reason for insisting that the grace period be at least
961          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
962          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
963          * sections.
964          */
965         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
966                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
967         barrier();
968         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
969                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
970                 rdp->offline_fqs++;
971                 return 1;
972         }
973
974         /*
975          * A CPU running for an extended time within the kernel can
976          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
977          * even context-switching back and forth between a pair of
978          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
979          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
980          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
981          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
982          * bits can be lost, but they will be set again on the next
983          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
984          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
985          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
986          * there are at most four threads involved, and because the
987          * updates are only once every few jiffies, the probability of
988          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
989          * quite low.
990          *
991          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
992          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
993          * warning delay.
994          */
995         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
996         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
997                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
998             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
999                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1000                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
1001                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
1002                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1003                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
1004                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
1005                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1006                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1007                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1008                         /* Time to beat on that CPU again! */
1009                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1010                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1011                 }
1012         }
1013
1014         return 0;
1015 }
1016
1017 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1018 {
1019         unsigned long j = jiffies;
1020         unsigned long j1;
1021
1022         rsp->gp_start = j;
1023         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1024         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1025         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1026         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1031  */
1032 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1033 {
1034         int cpu;
1035         unsigned long flags;
1036         struct rcu_node *rnp;
1037
1038         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1039                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1040                 if (rnp->qsmask != 0) {
1041                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1042                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1043                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1044                 }
1045                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1046         }
1047 }
1048
1049 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1050 {
1051         int cpu;
1052         long delta;
1053         unsigned long flags;
1054         int ndetected = 0;
1055         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1056         long totqlen = 0;
1057
1058         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1059
1060         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1061         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1062         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1063                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1064                 return;
1065         }
1066         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1067         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1068
1069         /*
1070          * OK, time to rat on our buddy...
1071          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1072          * RCU CPU stall warnings.
1073          */
1074         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1075                rsp->name);
1076         print_cpu_stall_info_begin();
1077         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1078                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1079                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1080                 if (rnp->qsmask != 0) {
1081                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1082                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1083                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1084                                                              rnp->grplo + cpu);
1085                                         ndetected++;
1086                                 }
1087                 }
1088                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1089         }
1090
1091         /*
1092          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1093          * due to CPU offlining.
1094          */
1095         rnp = rcu_get_root(rsp);
1096         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1097         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1098         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1099
1100         print_cpu_stall_info_end();
1101         for_each_possible_cpu(cpu)
1102                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1103         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1104                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1105                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1106         if (ndetected == 0)
1107                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1108         else
1109                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1110
1111         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1112
1113         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1114
1115         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1116 }
1117
1118 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1119 {
1120         int cpu;
1121         unsigned long flags;
1122         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1123         long totqlen = 0;
1124
1125         /*
1126          * OK, time to rat on ourselves...
1127          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1128          * RCU CPU stall warnings.
1129          */
1130         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1131         print_cpu_stall_info_begin();
1132         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1133         print_cpu_stall_info_end();
1134         for_each_possible_cpu(cpu)
1135                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1136         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1137                 jiffies - rsp->gp_start,
1138                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1139         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1140
1141         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1142         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1143                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1144                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1145         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1146
1147         /*
1148          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1149          *
1150          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1151          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1152          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1153          */
1154         resched_cpu(smp_processor_id());
1155 }
1156
1157 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1158 {
1159         unsigned long completed;
1160         unsigned long gpnum;
1161         unsigned long gps;
1162         unsigned long j;
1163         unsigned long js;
1164         struct rcu_node *rnp;
1165
1166         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1167                 return;
1168         j = jiffies;
1169
1170         /*
1171          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1172          *
1173          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1174          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1175          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1176          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1177          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1178          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1179          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1180          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1181          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1182          * from rsp->gpnum.
1183          *
1184          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1185          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1186          */
1187         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1188         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1189         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1190         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1191         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1192         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1193         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1194         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1195             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1196             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1197                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1198         rnp = rdp->mynode;
1199         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1200             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1201
1202                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1203                 print_cpu_stall(rsp);
1204
1205         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1206                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1207
1208                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1209                 print_other_cpu_stall(rsp);
1210         }
1211 }
1212
1213 /**
1214  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1215  *
1216  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1217  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1218  * RCU grace periods.
1219  *
1220  * The caller must disable hard irqs.
1221  */
1222 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1223 {
1224         struct rcu_state *rsp;
1225
1226         for_each_rcu_flavor(rsp)
1227                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1232  */
1233 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1234 {
1235         int i;
1236
1237         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1238                 return;
1239         rdp->nxtlist = NULL;
1240         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1241                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1246  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1247  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1248  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1249  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1250  *
1251  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1252  */
1253 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1254                                        struct rcu_node *rnp)
1255 {
1256         /*
1257          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1258          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1259          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1260          * period might have started, but just not yet gotten around
1261          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1262          */
1263         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1264                 return rnp->completed + 1;
1265
1266         /*
1267          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1268          * then the subsequent full grace period.
1269          */
1270         return rnp->completed + 2;
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1275  * rcu_nocb_wait_gp().
1276  */
1277 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1278                                 unsigned long c, const char *s)
1279 {
1280         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1281                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1282                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1287  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1288  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1289  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1290  *
1291  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1292  */
1293 static bool __maybe_unused
1294 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1295                     unsigned long *c_out)
1296 {
1297         unsigned long c;
1298         int i;
1299         bool ret = false;
1300         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1301
1302         /*
1303          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1304          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1305          */
1306         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1307         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1308         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1309                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1310                 goto out;
1311         }
1312
1313         /*
1314          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1315          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1316          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1317          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1318          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1319          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1320          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1321          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1322          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1323          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1324          * doing some extra useless work.
1325          */
1326         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1327             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1328                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1329                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1330                 goto out;
1331         }
1332
1333         /*
1334          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1335          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1336          * start one (if needed).
1337          */
1338         if (rnp != rnp_root) {
1339                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1340                 smp_mb__after_unlock_lock();
1341         }
1342
1343         /*
1344          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1345          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1346          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1347          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1348          */
1349         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1350         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1351                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1352                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1353
1354         /*
1355          * If the needed for the required grace period is already
1356          * recorded, trace and leave.
1357          */
1358         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1359                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1360                 goto unlock_out;
1361         }
1362
1363         /* Record the need for the future grace period. */
1364         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1365
1366         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1367         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1368                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1369         } else {
1370                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1371                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1372         }
1373 unlock_out:
1374         if (rnp != rnp_root)
1375                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1376 out:
1377         if (c_out != NULL)
1378                 *c_out = c;
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1384  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1385  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1386  * waiting for this grace period to complete.
1387  */
1388 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1389 {
1390         int c = rnp->completed;
1391         int needmore;
1392         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1393
1394         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1395         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1396         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1397         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1398                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1399         return needmore;
1400 }
1401
1402 /*
1403  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1404  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1405  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1406  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1407  * a kthread that has not yet been created.
1408  */
1409 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1410 {
1411         if (current == rsp->gp_kthread ||
1412             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1413             !rsp->gp_kthread)
1414                 return;
1415         wake_up(&rsp->gp_wq);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1420  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1421  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1422  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1423  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1424  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1425  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1426  * awaken the RCU grace-period kthread.
1427  *
1428  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1429  */
1430 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1431                                struct rcu_data *rdp)
1432 {
1433         unsigned long c;
1434         int i;
1435         bool ret;
1436
1437         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1438         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1439                 return false;
1440
1441         /*
1442          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1443          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1444          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1445          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1446          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1447          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1448          *
1449          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1450          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1451          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1452          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1453          * been assigned a ->completed number.
1454          */
1455         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1456         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1457                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1458                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1459                         break;
1460
1461         /*
1462          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1463          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1464          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1465          * be grouped into.
1466          */
1467         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1468                 return false;
1469
1470         /*
1471          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1472          * full grace period and group them all in the sublist initially
1473          * indexed by "i".
1474          */
1475         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1476                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1477                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1478         }
1479         /* Record any needed additional grace periods. */
1480         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1481
1482         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1483         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1484                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1485         else
1486                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1487         return ret;
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1492  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1493  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1494  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1495  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1496  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1497  *
1498  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1499  */
1500 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1501                             struct rcu_data *rdp)
1502 {
1503         int i, j;
1504
1505         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1506         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1507                 return false;
1508
1509         /*
1510          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1511          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1512          */
1513         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1514                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1515                         break;
1516                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1517         }
1518         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1519         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1520                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1521
1522         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1523         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1524                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1525                         break;
1526                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1527                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1528         }
1529
1530         /* Classify any remaining callbacks. */
1531         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1536  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1537  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1538  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1539  */
1540 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1541                               struct rcu_data *rdp)
1542 {
1543         bool ret;
1544
1545         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1546         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1547
1548                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1549                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1550
1551         } else {
1552
1553                 /* Advance callbacks. */
1554                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1555
1556                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1557                 rdp->completed = rnp->completed;
1558                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1559         }
1560
1561         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1562                 /*
1563                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1564                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1565                  * go looking for one.
1566                  */
1567                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1568                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1569                 rdp->passed_quiesce = 0;
1570                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1571                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1572         }
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1577 {
1578         unsigned long flags;
1579         bool needwake;
1580         struct rcu_node *rnp;
1581
1582         local_irq_save(flags);
1583         rnp = rdp->mynode;
1584         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1585              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1586             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1587                 local_irq_restore(flags);
1588                 return;
1589         }
1590         smp_mb__after_unlock_lock();
1591         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1592         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1593         if (needwake)
1594                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1599  */
1600 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1601 {
1602         struct rcu_data *rdp;
1603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1604
1605         rcu_bind_gp_kthread();
1606         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1607         smp_mb__after_unlock_lock();
1608         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1609                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1610                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1611                 return 0;
1612         }
1613         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1614
1615         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1616                 /*
1617                  * Grace period already in progress, don't start another.
1618                  * Not supposed to be able to happen.
1619                  */
1620                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1621                 return 0;
1622         }
1623
1624         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1625         record_gp_stall_check_time(rsp);
1626         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1627         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1628         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1629         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1630
1631         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1632         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1633         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1634
1635         /*
1636          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1637          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1638          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1639          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1640          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1641          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1642          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1643          * CPU-hotplug operations.
1644          *
1645          * The grace period cannot complete until the initialization
1646          * process finishes, because this kthread handles both.
1647          */
1648         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1649                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1650                 smp_mb__after_unlock_lock();
1651                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1652                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1653                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1654                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1655                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1656                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1657                 if (rnp == rdp->mynode)
1658                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1659                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1660                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1661                                             rnp->level, rnp->grplo,
1662                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1663                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1664                 cond_resched_rcu_qs();
1665         }
1666
1667         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1668         return 1;
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Do one round of quiescent-state forcing.
1673  */
1674 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1675 {
1676         int fqs_state = fqs_state_in;
1677         bool isidle = false;
1678         unsigned long maxj;
1679         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1680
1681         rsp->n_force_qs++;
1682         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1683                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1684                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1685                         isidle = true;
1686                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1687                 }
1688                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1689                              &isidle, &maxj);
1690                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1691                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1692         } else {
1693                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1694                 isidle = false;
1695                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1696         }
1697         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1698         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1699                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1700                 smp_mb__after_unlock_lock();
1701                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1702                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1703                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1704         }
1705         return fqs_state;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Clean up after the old grace period.
1710  */
1711 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1712 {
1713         unsigned long gp_duration;
1714         bool needgp = false;
1715         int nocb = 0;
1716         struct rcu_data *rdp;
1717         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1718
1719         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1720         smp_mb__after_unlock_lock();
1721         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1722         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1723                 rsp->gp_max = gp_duration;
1724
1725         /*
1726          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1727          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1728          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1729          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1730          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1731          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1732          */
1733         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1734
1735         /*
1736          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1737          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1738          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1739          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1740          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1741          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1742          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1743          */
1744         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1745                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1746                 smp_mb__after_unlock_lock();
1747                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1748                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1749                 if (rnp == rdp->mynode)
1750                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1751                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1752                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1753                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1754                 cond_resched_rcu_qs();
1755         }
1756         rnp = rcu_get_root(rsp);
1757         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1758         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1759         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1760
1761         /* Declare grace period done. */
1762         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1763         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1764         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1765         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1766         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1767         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1768         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1769                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1770                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1771                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1772                                        TPS("newreq"));
1773         }
1774         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Body of kthread that handles grace periods.
1779  */
1780 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1781 {
1782         int fqs_state;
1783         int gf;
1784         unsigned long j;
1785         int ret;
1786         struct rcu_state *rsp = arg;
1787         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1788
1789         for (;;) {
1790
1791                 /* Handle grace-period start. */
1792                 for (;;) {
1793                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1794                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1795                                                TPS("reqwait"));
1796                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1797                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1798                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1799                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1800                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1801                         if (rcu_gp_init(rsp))
1802                                 break;
1803                         cond_resched_rcu_qs();
1804                         WARN_ON(signal_pending(current));
1805                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1806                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1807                                                TPS("reqwaitsig"));
1808                 }
1809
1810                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1811                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1812                 j = jiffies_till_first_fqs;
1813                 if (j > HZ) {
1814                         j = HZ;
1815                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1816                 }
1817                 ret = 0;
1818                 for (;;) {
1819                         if (!ret)
1820                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1821                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1822                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1823                                                TPS("fqswait"));
1824                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1825                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1826                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1827                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1828                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1829                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1830                                         j);
1831                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1832                         /* If grace period done, leave loop. */
1833                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1834                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1835                                 break;
1836                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1837                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1838                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1839                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1840                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1841                                                        TPS("fqsstart"));
1842                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1843                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1844                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1845                                                        TPS("fqsend"));
1846                                 cond_resched_rcu_qs();
1847                         } else {
1848                                 /* Deal with stray signal. */
1849                                 cond_resched_rcu_qs();
1850                                 WARN_ON(signal_pending(current));
1851                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1852                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1853                                                        TPS("fqswaitsig"));
1854                         }
1855                         j = jiffies_till_next_fqs;
1856                         if (j > HZ) {
1857                                 j = HZ;
1858                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1859                         } else if (j < 1) {
1860                                 j = 1;
1861                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1862                         }
1863                 }
1864
1865                 /* Handle grace-period end. */
1866                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1867         }
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1872  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1873  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1874  *
1875  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1876  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1877  * quiescent state.
1878  *
1879  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1880  */
1881 static bool
1882 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1883                       struct rcu_data *rdp)
1884 {
1885         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1886                 /*
1887                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1888                  * task, this CPU does not need another grace period,
1889                  * or a grace period is already in progress.
1890                  * Either way, don't start a new grace period.
1891                  */
1892                 return false;
1893         }
1894         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1895         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1896                                TPS("newreq"));
1897
1898         /*
1899          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1900          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1901          * the wakeup to our caller.
1902          */
1903         return true;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1908  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1909  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1910  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1911  * that is encountered beforehand.
1912  *
1913  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1914  */
1915 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1916 {
1917         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1918         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1919         bool ret = false;
1920
1921         /*
1922          * If there is no grace period in progress right now, any
1923          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1924          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1925          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1926          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1927          * then start the grace period!
1928          */
1929         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1930         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1931         return ret;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1936  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1937  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1938  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1939  * is released before return.
1940  */
1941 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1942         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1943 {
1944         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1945         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1946         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1951  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1952  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1953  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1954  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1955  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1956  */
1957 static void
1958 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1959                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1960         __releases(rnp->lock)
1961 {
1962         struct rcu_node *rnp_c;
1963
1964         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1965         for (;;) {
1966                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1967
1968                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1969                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1970                         return;
1971                 }
1972                 rnp->qsmask &= ~mask;
1973                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1974                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1975                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1976                                                  !!rnp->gp_tasks);
1977                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1978
1979                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1980                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1981                         return;
1982                 }
1983                 mask = rnp->grpmask;
1984                 if (rnp->parent == NULL) {
1985
1986                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1987
1988                         break;
1989                 }
1990                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1991                 rnp_c = rnp;
1992                 rnp = rnp->parent;
1993                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1994                 smp_mb__after_unlock_lock();
1995                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1996         }
1997
1998         /*
1999          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2000          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2001          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2002          */
2003         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2008  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2009  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2010  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2011  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2012  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2013  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2014  */
2015 static void
2016 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2017 {
2018         unsigned long flags;
2019         unsigned long mask;
2020         bool needwake;
2021         struct rcu_node *rnp;
2022
2023         rnp = rdp->mynode;
2024         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2025         smp_mb__after_unlock_lock();
2026         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2027             rnp->completed == rnp->gpnum) {
2028
2029                 /*
2030                  * The grace period in which this quiescent state was
2031                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2032                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2033                  * within the current grace period.
2034                  */
2035                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2036                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2037                 return;
2038         }
2039         mask = rdp->grpmask;
2040         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2041                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2042         } else {
2043                 rdp->qs_pending = 0;
2044
2045                 /*
2046                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2047                  * callbacks can be processed during the next GP.
2048                  */
2049                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2050
2051                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2052                 if (needwake)
2053                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2054         }
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2059  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2060  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2061  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2062  */
2063 static void
2064 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2065 {
2066         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2067         note_gp_changes(rsp, rdp);
2068
2069         /*
2070          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2071          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2072          */
2073         if (!rdp->qs_pending)
2074                 return;
2075
2076         /*
2077          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2078          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2079          */
2080         if (!rdp->passed_quiesce)
2081                 return;
2082
2083         /*
2084          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2085          * judge of that).
2086          */
2087         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2088 }
2089
2090 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2091
2092 /*
2093  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2094  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2095  * ->orphan_lock.
2096  */
2097 static void
2098 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2099                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2100 {
2101         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2102         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2103                 return;
2104
2105         /*
2106          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2107          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2108          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2109          */
2110         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2111                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2112                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2113                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2114                 rdp->qlen_lazy = 0;
2115                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2116         }
2117
2118         /*
2119          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2120          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2121          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2122          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2123          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2124          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2125          * we just reset the whole thing later on.
2126          */
2127         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2128                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2129                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2130                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2131         }
2132
2133         /*
2134          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2135          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2136          * required to pass though another grace period: They are done.
2137          */
2138         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2139                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2140                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2141         }
2142
2143         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2144         init_callback_list(rdp);
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2149  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2150  */
2151 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2152 {
2153         int i;
2154         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2155
2156         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2157         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2158                 return;
2159
2160         /* Do the accounting first. */
2161         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2162         rdp->qlen += rsp->qlen;
2163         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2164         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2165                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2166         rsp->qlen_lazy = 0;
2167         rsp->qlen = 0;
2168
2169         /*
2170          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2171          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2172          * we are the task doing the rcu_barrier().
2173          */
2174
2175         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2176         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2177                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2178                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2179                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2180                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2181                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2182                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2183                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2184         }
2185
2186         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2187         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2188                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2189                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2190                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2191                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2192         }
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2197  */
2198 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2199 {
2200         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2201         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2202         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2203
2204         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2205         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2206                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2207                                TPS("cpuofl"));
2208 }
2209
2210 /*
2211  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2212  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2213  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2214  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2215  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2216  */
2217 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2218 {
2219         unsigned long flags;
2220         unsigned long mask;
2221         int need_report = 0;
2222         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2223         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2224
2225         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2226         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2227
2228         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2229         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2230         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2231
2232         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2233         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2234         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2235
2236         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2237         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2238         do {
2239                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2240                 smp_mb__after_unlock_lock();
2241                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2242                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2243                         if (rnp != rdp->mynode)
2244                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2245                         break;
2246                 }
2247                 if (rnp == rdp->mynode)
2248                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2249                 else
2250                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2251                 mask = rnp->grpmask;
2252                 rnp = rnp->parent;
2253         } while (rnp != NULL);
2254
2255         /*
2256          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2257          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2258          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2259          * held leads to deadlock.
2260          */
2261         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2262         rnp = rdp->mynode;
2263         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2264                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2265         else
2266                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2267         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2268                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2269         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2270                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2271                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2272         init_callback_list(rdp);
2273         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2274         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2275         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2276 }
2277
2278 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2279
2280 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2281 {
2282 }
2283
2284 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2285 {
2286 }
2287
2288 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2289
2290 /*
2291  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2292  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2293  */
2294 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2295 {
2296         unsigned long flags;
2297         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2298         long bl, count, count_lazy;
2299         int i;
2300
2301         /* If no callbacks are ready, just return. */
2302         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2303                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2304                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2305                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2306                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2307                 return;
2308         }
2309
2310         /*
2311          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2312          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2313          */
2314         local_irq_save(flags);
2315         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2316         bl = rdp->blimit;
2317         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2318         list = rdp->nxtlist;
2319         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2320         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2321         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2322         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2323                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2324                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2325         local_irq_restore(flags);
2326
2327         /* Invoke callbacks. */
2328         count = count_lazy = 0;
2329         while (list) {
2330                 next = list->next;
2331                 prefetch(next);
2332                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2333                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2334                         count_lazy++;
2335                 list = next;
2336                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2337                 if (++count >= bl &&
2338                     (need_resched() ||
2339                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2340                         break;
2341         }
2342
2343         local_irq_save(flags);
2344         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2345                             is_idle_task(current),
2346                             rcu_is_callbacks_kthread());
2347
2348         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2349         if (list != NULL) {
2350                 *tail = rdp->nxtlist;
2351                 rdp->nxtlist = list;
2352                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2353                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2354                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2355                         else
2356                                 break;
2357         }
2358         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2359         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2360         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2361         rdp->n_cbs_invoked += count;
2362
2363         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2364         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2365                 rdp->blimit = blimit;
2366
2367         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2368         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2369                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2370                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2371         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2372                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2373         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2374
2375         local_irq_restore(flags);
2376
2377         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2378         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2379                 invoke_rcu_core();
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2384  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2385  * Also schedule RCU core processing.
2386  *
2387  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2388  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2389  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2390  */
2391 void rcu_check_callbacks(int user)
2392 {
2393         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2394         increment_cpu_stall_ticks();
2395         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2396
2397                 /*
2398                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2399                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2400                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2401                  * a quiescent state, so note it.
2402                  *
2403                  * No memory barrier is required here because both
2404                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2405                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2406                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2407                  */
2408
2409                 rcu_sched_qs();
2410                 rcu_bh_qs();
2411
2412         } else if (!in_softirq()) {
2413
2414                 /*
2415                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2416                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2417                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2418                  * critical section, so note it.
2419                  */
2420
2421                 rcu_bh_qs();
2422         }
2423         rcu_preempt_check_callbacks();
2424         if (rcu_pending())
2425                 invoke_rcu_core();
2426         if (user)
2427                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2428         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2433  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2434  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2435  *
2436  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2437  */
2438 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2439                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2440                                   unsigned long *maxj),
2441                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2442 {
2443         unsigned long bit;
2444         int cpu;
2445         unsigned long flags;
2446         unsigned long mask;
2447         struct rcu_node *rnp;
2448
2449         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2450                 cond_resched_rcu_qs();
2451                 mask = 0;
2452                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2453                 smp_mb__after_unlock_lock();
2454                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2455                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2456                         return;
2457                 }
2458                 if (rnp->qsmask == 0) {
2459                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2460                         continue;
2461                 }
2462                 cpu = rnp->grplo;
2463                 bit = 1;
2464                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2465                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2466                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2467                                         *isidle = false;
2468                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2469                                         mask |= bit;
2470                         }
2471                 }
2472                 if (mask != 0) {
2473
2474                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2475                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2476                         continue;
2477                 }
2478                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2479         }
2480         rnp = rcu_get_root(rsp);
2481         if (rnp->qsmask == 0) {
2482                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2483                 smp_mb__after_unlock_lock();
2484                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2485         }
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2490  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2491  */
2492 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2493 {
2494         unsigned long flags;
2495         bool ret;
2496         struct rcu_node *rnp;
2497         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2498
2499         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2500         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2501         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2502                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2503                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2504                 if (rnp_old != NULL)
2505                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2506                 if (ret) {
2507                         rsp->n_force_qs_lh++;
2508                         return;
2509                 }
2510                 rnp_old = rnp;
2511         }
2512         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2513
2514         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2515         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2516         smp_mb__after_unlock_lock();
2517         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2518         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2519                 rsp->n_force_qs_lh++;
2520                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2521                 return;  /* Someone beat us to it. */
2522         }
2523         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2524                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2525         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2526         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2527 }
2528
2529 /*
2530  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2531  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2532  * whom the rdp belongs.
2533  */
2534 static void
2535 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2536 {
2537         unsigned long flags;
2538         bool needwake;
2539         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2540
2541         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2542
2543         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2544         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2545
2546         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2547         local_irq_save(flags);
2548         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2549                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2550                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2551                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2552                 if (needwake)
2553                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2554         } else {
2555                 local_irq_restore(flags);
2556         }
2557
2558         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2559         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2560                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2561
2562         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2563         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Do RCU core processing for the current CPU.
2568  */
2569 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2570 {
2571         struct rcu_state *rsp;
2572
2573         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2574                 return;
2575         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2576         for_each_rcu_flavor(rsp)
2577                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2578         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2583  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2584  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2585  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2586  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2587  */
2588 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2589 {
2590         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2591                 return;
2592         if (likely(!rsp->boost)) {
2593                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2594                 return;
2595         }
2596         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2597 }
2598
2599 static void invoke_rcu_core(void)
2600 {
2601         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2602                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2607  */
2608 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2609                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2610 {
2611         bool needwake;
2612
2613         /*
2614          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2615          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2616          */
2617         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2618                 invoke_rcu_core();
2619
2620         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2621         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2622                 return;
2623
2624         /*
2625          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2626          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2627          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2628          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2629          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2630          */
2631         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2632
2633                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2634                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2635
2636                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2637                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2638                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2639
2640                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2641                         smp_mb__after_unlock_lock();
2642                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2643                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2644                         if (needwake)
2645                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2646                 } else {
2647                         /* Give the grace period a kick. */
2648                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2649                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2650                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2651                                 force_quiescent_state(rsp);
2652                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2653                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2654                 }
2655         }
2656 }
2657
2658 /*
2659  * RCU callback function to leak a callback.
2660  */
2661 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2662 {
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2667  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2668  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2669  * is expected to specify a CPU.
2670  */
2671 static void
2672 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2673            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2674 {
2675         unsigned long flags;
2676         struct rcu_data *rdp;
2677
2678         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2679         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2680                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2681                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2682                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2683                 return;
2684         }
2685         head->func = func;
2686         head->next = NULL;
2687
2688         /*
2689          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2690          * Note that we might see a beginning right after we see an
2691          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2692          * a quiescent state betweentimes.
2693          */
2694         local_irq_save(flags);
2695         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2696
2697         /* Add the callback to our list. */
2698         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2699                 int offline;
2700
2701                 if (cpu != -1)
2702                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2703                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2704                 WARN_ON_ONCE(offline);
2705                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2706                 local_irq_restore(flags);
2707                 return;
2708         }
2709         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
2710         if (lazy)
2711                 rdp->qlen_lazy++;
2712         else
2713                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2714         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2715         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2716         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2717
2718         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2719                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2720                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2721         else
2722                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2723
2724         /* Go handle any RCU core processing required. */
2725         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2726         local_irq_restore(flags);
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2731  */
2732 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2733 {
2734         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2735 }
2736 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2737
2738 /*
2739  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2740  */
2741 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2742 {
2743         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2744 }
2745 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2746
2747 /*
2748  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2749  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2750  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2751  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2752  * function may only be called from __kfree_rcu().
2753  */
2754 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2755                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2756 {
2757         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2758 }
2759 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2760
2761 /*
2762  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2763  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2764  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2765  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2766  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2767  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2768  * some overhead: RCU still operates correctly.
2769  */
2770 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2771 {
2772         int ret;
2773
2774         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2775         preempt_disable();
2776         ret = num_online_cpus() <= 1;
2777         preempt_enable();
2778         return ret;
2779 }
2780
2781 /**
2782  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2783  *
2784  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2785  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2786  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2787  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2788  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2789  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2790  * rcu_read_lock_sched().
2791  *
2792  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2793  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2794  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2795  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2796  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2797  *
2798  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2799  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2800  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2801  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2802  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2803  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2804  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2805  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2806  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2807  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2808  * that are executing in the kernel.
2809  *
2810  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2811  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2812  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2813  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2814  * again only if the system has more than one CPU).
2815  *
2816  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2817  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2818  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2819  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2820  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2821  */
2822 void synchronize_sched(void)
2823 {
2824         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2825                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2826                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2827                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2828         if (rcu_blocking_is_gp())
2829                 return;
2830         if (rcu_expedited)
2831                 synchronize_sched_expedited();
2832         else
2833                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2834 }
2835 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2836
2837 /**
2838  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2839  *
2840  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2841  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2842  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2843  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2844  * and may be nested.
2845  *
2846  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2847  * on memory ordering guarantees.
2848  */
2849 void synchronize_rcu_bh(void)
2850 {
2851         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2852                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2853                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2854                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2855         if (rcu_blocking_is_gp())
2856                 return;
2857         if (rcu_expedited)
2858                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2859         else
2860                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2861 }
2862 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2863
2864 /**
2865  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2866  *
2867  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2868  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2869  * meantime.
2870  */
2871 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2872 {
2873         /*
2874          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2875          * before the load from ->gpnum.
2876          */
2877         smp_mb();  /* ^^^ */
2878
2879         /*
2880          * Make sure this load happens before the purportedly
2881          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2882          * and cond_synchronize_rcu().
2883          */
2884         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2885 }
2886 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2887
2888 /**
2889  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2890  *
2891  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2892  *
2893  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2894  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2895  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2896  *
2897  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2898  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2899  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2900  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2901  */
2902 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2903 {
2904         unsigned long newstate;
2905
2906         /*
2907          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2908          * actions the caller might carry out after we return.
2909          */
2910         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2911         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2912                 synchronize_rcu();
2913 }
2914 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2915
2916 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2917 {
2918         /*
2919          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2920          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2921          * time that it returns.
2922          *
2923          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2924          * above condition is already met when the control reaches
2925          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2926          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2927          * robustness against future implementation changes.
2928          */
2929         smp_mb(); /* See above comment block. */
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 /**
2934  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2935  *
2936  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2937  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2938  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2939  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2940  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2941  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2942  * synchronize_sched() instead.
2943  *
2944  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2945  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2946  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2947  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2948  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2949  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2950  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2951  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2952  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2953  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2954  *
2955  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2956  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2957  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2958  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2959  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2960  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2961  * doing our work for us.
2962  *
2963  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2964  */
2965 void synchronize_sched_expedited(void)
2966 {
2967         long firstsnap, s, snap;
2968         int trycount = 0;
2969         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2970
2971         /*
2972          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2973          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2974          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2975          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2976          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2977          * course be required on a 64-bit system.
2978          */
2979         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2980                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2981                          ULONG_MAX / 8)) {
2982                 synchronize_sched();
2983                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2984                 return;
2985         }
2986
2987         /*
2988          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2989          * full memory barrier.
2990          */
2991         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2992         firstsnap = snap;
2993         if (!try_get_online_cpus()) {
2994                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
2995                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2996                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2997                 return;
2998         }
2999         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
3000
3001         /*
3002          * Each pass through the following loop attempts to force a
3003          * context switch on each CPU.
3004          */
3005         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
3006                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3007                              NULL) == -EAGAIN) {
3008                 put_online_cpus();
3009                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3010
3011                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3012                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3013                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3014                         /* ensure test happens before caller kfree */
3015                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3016                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3017                         return;
3018                 }
3019
3020                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3021                 if (trycount++ < 10) {
3022                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3023                 } else {
3024                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3025                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3026                         return;
3027                 }
3028
3029                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3030                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3031                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3032                         /* ensure test happens before caller kfree */
3033                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3034                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3035                         return;
3036                 }
3037
3038                 /*
3039                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3040                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3041                  * after they started, so our grace period works for them,
3042                  * and they started after our first try, so their grace
3043                  * period works for us.
3044                  */
3045                 if (!try_get_online_cpus()) {
3046                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3047                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3048                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3049                         return;
3050                 }
3051                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3052                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3053         }
3054         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3055
3056         /*
3057          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3058          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3059          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3060          * than we did already did their update.
3061          */
3062         do {
3063                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3064                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3065                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3066                         /* ensure test happens before caller kfree */
3067                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3068                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3069                         break;
3070                 }
3071         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3072         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3073
3074         put_online_cpus();
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3077
3078 /*
3079  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3080  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3081  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3082  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3083  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3084  */
3085 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3086 {
3087         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3088
3089         rdp->n_rcu_pending++;
3090
3091         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3092         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3093
3094         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3095         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3096                 return 0;
3097
3098         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3099         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3100             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3101                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3102         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3103                 rdp->n_rp_report_qs++;
3104                 return 1;
3105         }
3106
3107         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3108         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3109                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3110                 return 1;
3111         }
3112
3113         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3114         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3115                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3116                 return 1;
3117         }
3118
3119         /* Has another RCU grace period completed?  */
3120         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3121                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3122                 return 1;
3123         }
3124
3125         /* Has a new RCU grace period started? */
3126         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3127                 rdp->n_rp_gp_started++;
3128                 return 1;
3129         }
3130
3131         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3132         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3133                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3134                 return 1;
3135         }
3136
3137         /* nothing to do */
3138         rdp->n_rp_need_nothing++;
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3144  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3145  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3146  */
3147 static int rcu_pending(void)
3148 {
3149         struct rcu_state *rsp;
3150
3151         for_each_rcu_flavor(rsp)
3152                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3153                         return 1;
3154         return 0;
3155 }
3156
3157 /*
3158  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3159  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3160  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3161  */
3162 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
3163 {
3164         bool al = true;
3165         bool hc = false;
3166         struct rcu_data *rdp;
3167         struct rcu_state *rsp;
3168
3169         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3170                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3171                 if (!rdp->nxtlist)
3172                         continue;
3173                 hc = true;
3174                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3175                         al = false;
3176                         break;
3177                 }
3178         }
3179         if (all_lazy)
3180                 *all_lazy = al;
3181         return hc;
3182 }
3183
3184 /*
3185  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3186  * the compiler is expected to optimize this away.
3187  */
3188 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3189                                int cpu, unsigned long done)
3190 {
3191         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3192                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3197  * up the task executing _rcu_barrier().
3198  */
3199 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3200 {
3201         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3202         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3203
3204         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3205                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3206                 complete(&rsp->barrier_completion);
3207         } else {
3208                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3209         }
3210 }
3211
3212 /*
3213  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3214  */
3215 static void rcu_barrier_func(void *type)
3216 {
3217         struct rcu_state *rsp = type;
3218         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3219
3220         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3221         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3222         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3227  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3228  */
3229 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3230 {
3231         int cpu;
3232         struct rcu_data *rdp;
3233         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3234         unsigned long snap_done;
3235
3236         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3237
3238         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3239         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3240
3241         /*
3242          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3243          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3244          */
3245         smp_mb();  /* See above block comment. */
3246
3247         /*
3248          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3249          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3250          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3251          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3252          */
3253         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3254         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3255
3256         /*
3257          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3258          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3259          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3260          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3261          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3262          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3263          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3264          * this for us (thank you, Linus!).
3265          */
3266         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3267                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3268                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3269                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3270                 return;
3271         }
3272
3273         /*
3274          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3275          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3276          * the increment to precede the early-exit check.
3277          */
3278         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3279         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3280         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3281         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3282
3283         /*
3284          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3285          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3286          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3287          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3288          */
3289         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3290         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3291         get_online_cpus();
3292
3293         /*
3294          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3295          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3296          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3297          */
3298         for_each_possible_cpu(cpu) {
3299                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3300                         continue;
3301                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3302                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3303                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3304                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3305                                                    rsp->n_barrier_done);
3306                         } else {
3307                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3308                                                    rsp->n_barrier_done);
3309                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3310                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3311                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3312                         }
3313                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3314                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3315                                            rsp->n_barrier_done);
3316                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3317                 } else {
3318                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3319                                            rsp->n_barrier_done);
3320                 }
3321         }
3322         put_online_cpus();
3323
3324         /*
3325          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3326          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3327          */
3328         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3329                 complete(&rsp->barrier_completion);
3330
3331         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3332         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3333         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3334         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3335         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3336         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3337
3338         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3339         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3340
3341         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3342         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3343 }
3344
3345 /**
3346  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3347  */
3348 void rcu_barrier_bh(void)
3349 {
3350         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3353
3354 /**
3355  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3356  */
3357 void rcu_barrier_sched(void)
3358 {
3359         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3360 }
3361 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3362
3363 /*
3364  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3365  */
3366 static void __init
3367 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3368 {
3369         unsigned long flags;
3370         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3371         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3372
3373         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3374         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3375         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3376         init_callback_list(rdp);
3377         rdp->qlen_lazy = 0;
3378         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3379         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3380         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3381         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3382         rdp->cpu = cpu;
3383         rdp->rsp = rsp;
3384         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3385         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3386 }
3387
3388 /*
3389  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3390  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3391  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3392  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3393  */
3394 static void
3395 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3396 {
3397         unsigned long flags;
3398         unsigned long mask;
3399         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3400         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3401
3402         /* Exclude new grace periods. */
3403         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3404
3405         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3406         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3407         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3408         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3409         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3410         rdp->blimit = blimit;
3411         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3412         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3413         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3414         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3415                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3416         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3417
3418         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3419         rnp = rdp->mynode;
3420         mask = rdp->grpmask;
3421         do {
3422                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3423                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3424                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3425                 mask = rnp->grpmask;
3426                 if (rnp == rdp->mynode) {
3427                         /*
3428                          * If there is a grace period in progress, we will
3429                          * set up to wait for it next time we run the
3430                          * RCU core code.
3431                          */
3432                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3433                         rdp->completed = rnp->completed;
3434                         rdp->passed_quiesce = 0;
3435                         rdp->qs_pending = 0;
3436                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3437                 }
3438                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3439                 rnp = rnp->parent;
3440         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3441         local_irq_restore(flags);
3442
3443         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3444 }
3445
3446 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3447 {
3448         struct rcu_state *rsp;
3449
3450         for_each_rcu_flavor(rsp)
3451                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3452 }
3453
3454 /*
3455  * Handle CPU online/offline notification events.
3456  */
3457 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3458                                     unsigned long action, void *hcpu)
3459 {
3460         long cpu = (long)hcpu;
3461         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3462         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3463         struct rcu_state *rsp;
3464
3465         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3466         switch (action) {
3467         case CPU_UP_PREPARE:
3468         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3469                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3470                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3471                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3472                 break;
3473         case CPU_ONLINE:
3474         case CPU_DOWN_FAILED:
3475                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3476                 break;
3477         case CPU_DOWN_PREPARE:
3478                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3479                 break;
3480         case CPU_DYING:
3481         case CPU_DYING_FROZEN:
3482                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3483                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3484                 break;
3485         case CPU_DEAD:
3486         case CPU_DEAD_FROZEN:
3487         case CPU_UP_CANCELED:
3488         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3489                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3490                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3491                 break;
3492         default:
3493                 break;
3494         }
3495         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3496         return NOTIFY_OK;
3497 }
3498
3499 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3500                          unsigned long action, void *hcpu)
3501 {
3502         switch (action) {
3503         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3504         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3505                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3506                         rcu_expedited = 1;
3507                 break;
3508         case PM_POST_HIBERNATION:
3509         case PM_POST_SUSPEND:
3510                 rcu_expedited = 0;
3511                 break;
3512         default:
3513                 break;
3514         }
3515         return NOTIFY_OK;
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3520  */
3521 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3522 {
3523         unsigned long flags;
3524         struct rcu_node *rnp;
3525         struct rcu_state *rsp;
3526         struct task_struct *t;
3527
3528         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3529         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3530                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3531                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3532                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3533                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3534                 rsp->gp_kthread = t;
3535                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3536         }
3537         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3538         rcu_spawn_boost_kthreads();
3539         return 0;
3540 }
3541 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3542
3543 /*
3544  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3545  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3546  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3547  * task is booting the system).  After this function is called, the
3548  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3549  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3550  */
3551 void rcu_scheduler_starting(void)
3552 {
3553         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3554         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3555         rcu_scheduler_active = 1;
3556 }
3557
3558 /*
3559  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3560  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3561  */
3562 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3563 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3564 {
3565         int i;
3566
3567         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3568         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3569                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3570 }
3571 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3572 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3573 {
3574         int ccur;
3575         int cprv;
3576         int i;
3577
3578         cprv = nr_cpu_ids;
3579         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3580                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3581                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3582                 cprv = ccur;
3583         }
3584 }
3585 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3586
3587 /*
3588  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3589  */
3590 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3591                 struct rcu_data __percpu *rda)
3592 {
3593         static const char * const buf[] = {
3594                 "rcu_node_0",
3595                 "rcu_node_1",
3596                 "rcu_node_2",
3597                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3598         static const char * const fqs[] = {
3599                 "rcu_node_fqs_0",
3600                 "rcu_node_fqs_1",
3601                 "rcu_node_fqs_2",
3602                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3603         static u8 fl_mask = 0x1;
3604         int cpustride = 1;
3605         int i;
3606         int j;
3607         struct rcu_node *rnp;
3608
3609         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3610
3611         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3612         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3613                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3614
3615         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3616
3617         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3618                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3619         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3620                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3621         rcu_init_levelspread(rsp);
3622         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3623         fl_mask <<= 1;
3624
3625         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3626
3627         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3628                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3629                 rnp = rsp->level[i];
3630                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3631                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3632                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3633                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3634                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3635                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3636                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3637                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3638                         rnp->completed = rsp->completed;
3639                         rnp->qsmask = 0;
3640                         rnp->qsmaskinit = 0;
3641                         rnp->grplo = j * cpustride;
3642                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3643                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3644                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3645                         if (i == 0) {
3646                                 rnp->grpnum = 0;
3647                                 rnp->grpmask = 0;
3648                                 rnp->parent = NULL;
3649                         } else {
3650                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3651                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3652                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3653                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3654                         }
3655                         rnp->level = i;
3656                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3657                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3658                 }
3659         }
3660
3661         rsp->rda = rda;
3662         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3663         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3664         for_each_possible_cpu(i) {
3665                 while (i > rnp->grphi)
3666                         rnp++;
3667                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3668                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3669         }
3670         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3671 }
3672
3673 /*
3674  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3675  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3676  * the ->node array in the rcu_state structure.
3677  */
3678 static void __init rcu_init_geometry(void)
3679 {
3680         ulong d;
3681         int i;
3682         int j;
3683         int n = nr_cpu_ids;
3684         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3685
3686         /*
3687          * Initialize any unspecified boot parameters.
3688          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3689          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3690          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3691          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3692          */
3693         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3694         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3695                 jiffies_till_first_fqs = d;
3696         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3697                 jiffies_till_next_fqs = d;
3698
3699         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3700         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3701             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3702                 return;
3703         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3704                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3705
3706         /*
3707          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3708          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3709          * some of the arithmetic easier.
3710          */
3711         rcu_capacity[0] = 1;
3712         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3713         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3714                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3715
3716         /*
3717          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3718          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3719          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3720          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3721          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3722          * compile-time values if these limits are exceeded.
3723          */
3724         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3725             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3726             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3727                 WARN_ON(1);
3728                 return;
3729         }
3730
3731         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3732         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3733                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3734                         for (j = 0; j <= i; j++)
3735                                 num_rcu_lvl[j] =
3736                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3737                         rcu_num_lvls = i;
3738                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3739                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3740                         break;
3741                 }
3742
3743         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3744         rcu_num_nodes = 0;
3745         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3746                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3747         rcu_num_nodes -= n;
3748 }
3749
3750 void __init rcu_init(void)
3751 {
3752         int cpu;
3753
3754         rcu_bootup_announce();
3755         rcu_init_geometry();
3756         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3757         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3758         __rcu_init_preempt();
3759         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3760
3761         /*
3762          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3763          * this is called early in boot, before either interrupts
3764          * or the scheduler are operational.
3765          */
3766         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3767         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3768         for_each_online_cpu(cpu)
3769                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3770 }
3771
3772 #include "tree_plugin.h"