Merge tag 'soc-3.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm/arm-soc
[linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
83 static char sname##_varname[] = #sname; \
84 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
85 struct rcu_state sname##_state = { \
86         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
87         .call = cr, \
88         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
89         .gpnum = 0UL - 300UL, \
90         .completed = 0UL - 300UL, \
91         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
92         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
93         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
95         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
96         .name = sname##_varname, \
97         .abbr = sabbr, \
98 }; \
99 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
100
101 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
102 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
103
104 static struct rcu_state *rcu_state;
105 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
106
107 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
108 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
109 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
110 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
111 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
112         NUM_RCU_LVL_0,
113         NUM_RCU_LVL_1,
114         NUM_RCU_LVL_2,
115         NUM_RCU_LVL_3,
116         NUM_RCU_LVL_4,
117 };
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
122  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
123  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
125  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
126  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
127  * positives from lockdep-RCU error checking.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
147
148 /*
149  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
150  * handle all flavors of RCU.
151  */
152 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
153 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
154 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
155 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
156
157 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
158
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162
163 /*
164  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
165  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
166  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
167  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
168  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
169  * These variables enable correlating rcutorture output with the
170  * RCU tracing information.
171  */
172 unsigned long rcutorture_testseq;
173 unsigned long rcutorture_vernum;
174
175 /*
176  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
177  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
178  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
179  */
180 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
181 {
182         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
187  * how many quiescent states passed, just if there was at least
188  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_sched_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
194
195         if (rdp->passed_quiesce == 0)
196                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
197         rdp->passed_quiesce = 1;
198 }
199
200 void rcu_bh_qs(int cpu)
201 {
202         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
203
204         if (rdp->passed_quiesce == 0)
205                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
206         rdp->passed_quiesce = 1;
207 }
208
209 /*
210  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
211  * and requires special handling for preemptible RCU.
212  * The caller must have disabled preemption.
213  */
214 void rcu_note_context_switch(int cpu)
215 {
216         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
217         rcu_sched_qs(cpu);
218         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
219         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
222
223 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
224         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
225         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
226 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
227         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
228         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
229 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
230 };
231
232 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
233 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
234 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
235
236 module_param(blimit, long, 0444);
237 module_param(qhimark, long, 0444);
238 module_param(qlowmark, long, 0444);
239
240 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
241 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
242
243 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
244 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
245
246 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
247                                   struct rcu_data *rdp);
248 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
249                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
250                                   unsigned long *maxj),
251                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
252 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
253 static int rcu_pending(int cpu);
254
255 /*
256  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
257  */
258 long rcu_batches_completed_sched(void)
259 {
260         return rcu_sched_state.completed;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
263
264 /*
265  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
266  */
267 long rcu_batches_completed_bh(void)
268 {
269         return rcu_bh_state.completed;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
272
273 /*
274  * Force a quiescent state for RCU BH.
275  */
276 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
277 {
278         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
281
282 /*
283  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
284  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
285  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
286  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
287  * store this state in rcutorture itself.
288  */
289 void rcutorture_record_test_transition(void)
290 {
291         rcutorture_testseq++;
292         rcutorture_vernum = 0;
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
295
296 /*
297  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
298  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
299  * messages.
300  */
301 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
302 {
303         rcutorture_vernum++;
304 }
305 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
306
307 /*
308  * Force a quiescent state for RCU-sched.
309  */
310 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
311 {
312         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
313 }
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
315
316 /*
317  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
318  */
319 static int
320 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
321 {
322         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
323                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
324 }
325
326 /*
327  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
328  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
329  * normal callback registry.
330  */
331 static int
332 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
333 {
334         int i;
335
336         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
337                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
338         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
339                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
340         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
341                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
342         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
343                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
344         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
345                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
346                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
347                                  rdp->nxtcompleted[i]))
348                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
349         return 0; /* No grace period needed. */
350 }
351
352 /*
353  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
354  */
355 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
356 {
357         return &rsp->node[0];
358 }
359
360 /*
361  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
362  *
363  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
364  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
365  * The caller must have disabled interrupts.
366  */
367 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
368                                 bool user)
369 {
370         struct rcu_state *rsp;
371         struct rcu_data *rdp;
372
373         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
374         if (!user && !is_idle_task(current)) {
375                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
376                         idle_task(smp_processor_id());
377
378                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
379                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
380                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
381                           current->pid, current->comm,
382                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
383         }
384         for_each_rcu_flavor(rsp) {
385                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
386                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
387         }
388         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
389         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
390         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
391         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
392         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
393         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
394
395         /*
396          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
397          * in an RCU read-side critical section.
398          */
399         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
400                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
401         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
402                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
403         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
404                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
405 }
406
407 /*
408  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
409  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
410  */
411 static void rcu_eqs_enter(bool user)
412 {
413         long long oldval;
414         struct rcu_dynticks *rdtp;
415
416         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
417         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
418         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
419         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
420                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
421                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
422         } else {
423                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
424         }
425 }
426
427 /**
428  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
429  *
430  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
431  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
432  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
433  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
434  *
435  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
436  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
437  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
438  */
439 void rcu_idle_enter(void)
440 {
441         unsigned long flags;
442
443         local_irq_save(flags);
444         rcu_eqs_enter(false);
445         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
446         local_irq_restore(flags);
447 }
448 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
449
450 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
451 /**
452  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
453  *
454  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
455  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
456  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
457  * when the CPU runs in userspace.
458  */
459 void rcu_user_enter(void)
460 {
461         rcu_eqs_enter(1);
462 }
463 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
464
465 /**
466  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
467  *
468  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
469  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
470  * sections can occur.
471  *
472  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
473  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
474  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
475  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
476  *
477  * Use things like work queues to work around this limitation.
478  *
479  * You have been warned.
480  */
481 void rcu_irq_exit(void)
482 {
483         unsigned long flags;
484         long long oldval;
485         struct rcu_dynticks *rdtp;
486
487         local_irq_save(flags);
488         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
489         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
490         rdtp->dynticks_nesting--;
491         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
492         if (rdtp->dynticks_nesting)
493                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
494         else
495                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
496         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
497         local_irq_restore(flags);
498 }
499
500 /*
501  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
502  *
503  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
504  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
505  * The caller must have disabled interrupts.
506  */
507 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
508                                int user)
509 {
510         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
511         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
512         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
513         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
514         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
515         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
516         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
517         if (!user && !is_idle_task(current)) {
518                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
519                         idle_task(smp_processor_id());
520
521                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
522                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
523                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
524                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
525                           current->pid, current->comm,
526                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
527         }
528 }
529
530 /*
531  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
532  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
533  */
534 static void rcu_eqs_exit(bool user)
535 {
536         struct rcu_dynticks *rdtp;
537         long long oldval;
538
539         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
540         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
541         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
542         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
543                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
544         } else {
545                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
546                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
547         }
548 }
549
550 /**
551  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
552  *
553  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
554  * read-side critical sections can occur.
555  *
556  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
557  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
558  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
559  * now starting.
560  */
561 void rcu_idle_exit(void)
562 {
563         unsigned long flags;
564
565         local_irq_save(flags);
566         rcu_eqs_exit(false);
567         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
568         local_irq_restore(flags);
569 }
570 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
571
572 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
573 /**
574  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
575  *
576  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
577  * run a RCU read side critical section anytime.
578  */
579 void rcu_user_exit(void)
580 {
581         rcu_eqs_exit(1);
582 }
583 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
584
585 /**
586  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
587  *
588  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
589  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
590  * sections can occur.
591  *
592  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
593  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
594  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
595  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
596  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
597  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
598  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
599  *
600  * Use things like work queues to work around this limitation.
601  *
602  * You have been warned.
603  */
604 void rcu_irq_enter(void)
605 {
606         unsigned long flags;
607         struct rcu_dynticks *rdtp;
608         long long oldval;
609
610         local_irq_save(flags);
611         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
612         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
613         rdtp->dynticks_nesting++;
614         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
615         if (oldval)
616                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
617         else
618                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
619         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
620         local_irq_restore(flags);
621 }
622
623 /**
624  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
625  *
626  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
627  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
628  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
629  */
630 void rcu_nmi_enter(void)
631 {
632         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
633
634         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
635             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
636                 return;
637         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
638         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
639         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
640         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
641         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
642         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
643 }
644
645 /**
646  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
647  *
648  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
649  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
650  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
651  */
652 void rcu_nmi_exit(void)
653 {
654         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
655
656         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
657             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
658                 return;
659         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
660         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
661         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
662         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
663         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
664 }
665
666 /**
667  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
668  *
669  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
670  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
671  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
672  * least disabled preemption.
673  */
674 bool notrace __rcu_is_watching(void)
675 {
676         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
677 }
678
679 /**
680  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
681  *
682  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
683  * or NMI handler, return true.
684  */
685 bool notrace rcu_is_watching(void)
686 {
687         int ret;
688
689         preempt_disable();
690         ret = __rcu_is_watching();
691         preempt_enable();
692         return ret;
693 }
694 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
695
696 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
697
698 /*
699  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
700  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
701  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
702  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
703  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
704  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
705  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
706  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
707  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
708  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
709  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
710  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
711  * notifiers.
712  *
713  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
714  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
715  *
716  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
717  * errors from NMI handlers anyway.
718  */
719 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
720 {
721         struct rcu_data *rdp;
722         struct rcu_node *rnp;
723         bool ret;
724
725         if (in_nmi())
726                 return true;
727         preempt_disable();
728         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
729         rnp = rdp->mynode;
730         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
731               !rcu_scheduler_fully_active;
732         preempt_enable();
733         return ret;
734 }
735 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
736
737 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
738
739 /**
740  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
741  *
742  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
743  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
744  * disabled preemption.
745  */
746 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
747 {
748         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
749 }
750
751 /*
752  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
753  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
754  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
755  */
756 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
757                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
758 {
759         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
760         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
761         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
762 }
763
764 /*
765  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
766  * that context switches can allow the state machine to make progress.
767  */
768 extern void resched_cpu(int cpu);
769
770 /*
771  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
772  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
773  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
774  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
775  */
776 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
777                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
778 {
779         unsigned int curr;
780         unsigned int snap;
781
782         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
783         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
784
785         /*
786          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
787          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
788          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
789          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
790          * read-side critical section that started before the beginning
791          * of the current RCU grace period.
792          */
793         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
794                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
795                 rdp->dynticks_fqs++;
796                 return 1;
797         }
798
799         /*
800          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
801          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
802          * state: If we see it offline even once, it has been through a
803          * quiescent state.
804          *
805          * The reason for insisting that the grace period be at least
806          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
807          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
808          * sections.
809          */
810         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
811                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
812         barrier();
813         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
814                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
815                 rdp->offline_fqs++;
816                 return 1;
817         }
818
819         /*
820          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
821          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
822          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
823          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
824          * CPU is in this state.
825          */
826         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
827
828         /*
829          * Alternatively, the CPU might be running in the kernel
830          * for an extended period of time without a quiescent state.
831          * Attempt to force the CPU through the scheduler to gain the
832          * needed quiescent state, but only if the grace period has gone
833          * on for an uncommonly long time.  If there are many stuck CPUs,
834          * we will beat on the first one until it gets unstuck, then move
835          * to the next.  Only do this for the primary flavor of RCU.
836          */
837         if (rdp->rsp == rcu_state &&
838             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
839                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5;
840                 resched_cpu(rdp->cpu);
841         }
842
843         return 0;
844 }
845
846 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
847 {
848         unsigned long j = jiffies;
849         unsigned long j1;
850
851         rsp->gp_start = j;
852         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
853         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
854         rsp->jiffies_stall = j + j1;
855         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
856 }
857
858 /*
859  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
860  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
861  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
862  * printed by the target CPU.
863  */
864 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
865 {
866         int cpu;
867         unsigned long flags;
868         struct rcu_node *rnp;
869
870         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
871                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
872                 if (rnp->qsmask != 0) {
873                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
874                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
875                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
876                 }
877                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
878         }
879 }
880
881 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
882 {
883         int cpu;
884         long delta;
885         unsigned long flags;
886         int ndetected = 0;
887         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
888         long totqlen = 0;
889
890         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
891
892         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
893         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
894         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
895                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
896                 return;
897         }
898         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
899         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
900
901         /*
902          * OK, time to rat on our buddy...
903          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
904          * RCU CPU stall warnings.
905          */
906         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
907                rsp->name);
908         print_cpu_stall_info_begin();
909         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
910                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
911                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
912                 if (rnp->qsmask != 0) {
913                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
914                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
915                                         print_cpu_stall_info(rsp,
916                                                              rnp->grplo + cpu);
917                                         ndetected++;
918                                 }
919                 }
920                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
921         }
922
923         /*
924          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
925          * due to CPU offlining.
926          */
927         rnp = rcu_get_root(rsp);
928         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
929         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
930         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
931
932         print_cpu_stall_info_end();
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
935         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
936                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
937                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
938         if (ndetected == 0)
939                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
940         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
941                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
942
943         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
944
945         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
946
947         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
948 }
949
950 /*
951  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
952  * that context switches can allow the state machine to make progress.
953  */
954 extern void resched_cpu(int cpu);
955
956 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
957 {
958         int cpu;
959         unsigned long flags;
960         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
961         long totqlen = 0;
962
963         /*
964          * OK, time to rat on ourselves...
965          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
966          * RCU CPU stall warnings.
967          */
968         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
969         print_cpu_stall_info_begin();
970         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
971         print_cpu_stall_info_end();
972         for_each_possible_cpu(cpu)
973                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
974         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
975                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
976         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
977                 dump_stack();
978
979         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
980         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
981                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
982                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
983         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
984
985         /*
986          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
987          *
988          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
989          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
990          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
991          */
992         resched_cpu(smp_processor_id());
993 }
994
995 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
996 {
997         unsigned long completed;
998         unsigned long gpnum;
999         unsigned long gps;
1000         unsigned long j;
1001         unsigned long js;
1002         struct rcu_node *rnp;
1003
1004         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1005                 return;
1006         j = jiffies;
1007
1008         /*
1009          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1010          *
1011          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1012          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1013          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1014          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1015          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1016          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1017          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1018          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1019          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1020          * from rsp->gpnum.
1021          *
1022          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1023          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1024          */
1025         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1026         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1027         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1028         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1029         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1030         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1031         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1032         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1033             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1034             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1035                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1036         rnp = rdp->mynode;
1037         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1038             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1039
1040                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1041                 print_cpu_stall(rsp);
1042
1043         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1044                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1045
1046                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1047                 print_other_cpu_stall(rsp);
1048         }
1049 }
1050
1051 /**
1052  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1053  *
1054  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1055  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1056  * RCU grace periods.
1057  *
1058  * The caller must disable hard irqs.
1059  */
1060 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1061 {
1062         struct rcu_state *rsp;
1063
1064         for_each_rcu_flavor(rsp)
1065                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1070  */
1071 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1072 {
1073         int i;
1074
1075         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1076                 return;
1077         rdp->nxtlist = NULL;
1078         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1079                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1084  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1085  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1086  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1087  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1088  *
1089  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1090  */
1091 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1092                                        struct rcu_node *rnp)
1093 {
1094         /*
1095          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1096          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1097          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1098          * period might have started, but just not yet gotten around
1099          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1100          */
1101         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1102                 return rnp->completed + 1;
1103
1104         /*
1105          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1106          * then the subsequent full grace period.
1107          */
1108         return rnp->completed + 2;
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1113  * rcu_nocb_wait_gp().
1114  */
1115 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1116                                 unsigned long c, const char *s)
1117 {
1118         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1119                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1120                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1125  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1126  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1127  *
1128  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1129  */
1130 static unsigned long __maybe_unused
1131 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1132 {
1133         unsigned long c;
1134         int i;
1135         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1136
1137         /*
1138          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1139          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1140          */
1141         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1142         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1143         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1144                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1145                 return c;
1146         }
1147
1148         /*
1149          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1150          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1151          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1152          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1153          * need to explicitly start one.
1154          */
1155         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1156             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1157                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1158                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1159                 return c;
1160         }
1161
1162         /*
1163          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1164          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1165          * start one (if needed).
1166          */
1167         if (rnp != rnp_root) {
1168                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1169                 smp_mb__after_unlock_lock();
1170         }
1171
1172         /*
1173          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1174          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1175          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1176          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1177          */
1178         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1179         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1180                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1181                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1182
1183         /*
1184          * If the needed for the required grace period is already
1185          * recorded, trace and leave.
1186          */
1187         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1188                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1189                 goto unlock_out;
1190         }
1191
1192         /* Record the need for the future grace period. */
1193         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1194
1195         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1196         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1197                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1198         } else {
1199                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1200                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1201         }
1202 unlock_out:
1203         if (rnp != rnp_root)
1204                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1205         return c;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1210  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1211  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1212  * waiting for this grace period to complete.
1213  */
1214 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1215 {
1216         int c = rnp->completed;
1217         int needmore;
1218         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1219
1220         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1221         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1222         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1223         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1224                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1225         return needmore;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1230  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1231  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1232  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1233  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1234  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1235  * not hurt to call it repeatedly.
1236  *
1237  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1238  */
1239 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1240                                struct rcu_data *rdp)
1241 {
1242         unsigned long c;
1243         int i;
1244
1245         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1246         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1247                 return;
1248
1249         /*
1250          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1251          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1252          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1253          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1254          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1255          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1256          *
1257          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1258          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1259          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1260          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1261          * been assigned a ->completed number.
1262          */
1263         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1264         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1265                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1266                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1267                         break;
1268
1269         /*
1270          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1271          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1272          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1273          * be grouped into.
1274          */
1275         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1276                 return;
1277
1278         /*
1279          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1280          * full grace period and group them all in the sublist initially
1281          * indexed by "i".
1282          */
1283         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1284                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1285                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1286         }
1287         /* Record any needed additional grace periods. */
1288         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1289
1290         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1291         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1292                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1293         else
1294                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1299  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1300  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1301  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1302  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1303  *
1304  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1305  */
1306 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1307                             struct rcu_data *rdp)
1308 {
1309         int i, j;
1310
1311         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1312         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1313                 return;
1314
1315         /*
1316          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1317          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1318          */
1319         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1320                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1321                         break;
1322                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1323         }
1324         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1325         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1326                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1327
1328         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1329         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1330                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1331                         break;
1332                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1333                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1334         }
1335
1336         /* Classify any remaining callbacks. */
1337         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1342  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1343  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1344  */
1345 static void __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1346 {
1347         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1348         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1349
1350                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1351                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1352
1353         } else {
1354
1355                 /* Advance callbacks. */
1356                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1357
1358                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1359                 rdp->completed = rnp->completed;
1360                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1361         }
1362
1363         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1364                 /*
1365                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1366                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1367                  * go looking for one.
1368                  */
1369                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1370                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1371                 rdp->passed_quiesce = 0;
1372                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1373                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1374         }
1375 }
1376
1377 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1378 {
1379         unsigned long flags;
1380         struct rcu_node *rnp;
1381
1382         local_irq_save(flags);
1383         rnp = rdp->mynode;
1384         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1385              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1386             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1387                 local_irq_restore(flags);
1388                 return;
1389         }
1390         smp_mb__after_unlock_lock();
1391         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1392         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1397  */
1398 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1399 {
1400         struct rcu_data *rdp;
1401         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1402
1403         rcu_bind_gp_kthread();
1404         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1405         smp_mb__after_unlock_lock();
1406         if (rsp->gp_flags == 0) {
1407                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1408                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1409                 return 0;
1410         }
1411         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1412
1413         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1414                 /*
1415                  * Grace period already in progress, don't start another.
1416                  * Not supposed to be able to happen.
1417                  */
1418                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1419                 return 0;
1420         }
1421
1422         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1423         record_gp_stall_check_time(rsp);
1424         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1425         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1426         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1427         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1428
1429         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1430         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1431         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1432
1433         /*
1434          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1435          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1436          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1437          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1438          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1439          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1440          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1441          * CPU-hotplug operations.
1442          *
1443          * The grace period cannot complete until the initialization
1444          * process finishes, because this kthread handles both.
1445          */
1446         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1447                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1448                 smp_mb__after_unlock_lock();
1449                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1450                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1451                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1452                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1453                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1454                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1455                 if (rnp == rdp->mynode)
1456                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1457                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1458                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1459                                             rnp->level, rnp->grplo,
1460                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1461                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1462 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1463                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1464                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1465                         udelay(200);
1466 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1467                 cond_resched();
1468         }
1469
1470         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1471         return 1;
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Do one round of quiescent-state forcing.
1476  */
1477 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1478 {
1479         int fqs_state = fqs_state_in;
1480         bool isidle = false;
1481         unsigned long maxj;
1482         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1483
1484         rsp->n_force_qs++;
1485         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1486                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1487                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1488                         isidle = 1;
1489                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1490                 }
1491                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1492                              &isidle, &maxj);
1493                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1494                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1495         } else {
1496                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1497                 isidle = 0;
1498                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1499         }
1500         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1501         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1502                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1503                 smp_mb__after_unlock_lock();
1504                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1505                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1506         }
1507         return fqs_state;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Clean up after the old grace period.
1512  */
1513 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1514 {
1515         unsigned long gp_duration;
1516         int nocb = 0;
1517         struct rcu_data *rdp;
1518         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1519
1520         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1521         smp_mb__after_unlock_lock();
1522         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1523         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1524                 rsp->gp_max = gp_duration;
1525
1526         /*
1527          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1528          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1529          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1530          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1531          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1532          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1533          */
1534         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1535
1536         /*
1537          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1538          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1539          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1540          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1541          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1542          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1543          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1544          */
1545         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1546                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1547                 smp_mb__after_unlock_lock();
1548                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1549                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1550                 if (rnp == rdp->mynode)
1551                         __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1552                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1553                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1554                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1555                 cond_resched();
1556         }
1557         rnp = rcu_get_root(rsp);
1558         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1559         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1560         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1561
1562         /* Declare grace period done. */
1563         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1564         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1565         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1566         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1567         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1568         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1569                 rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1570                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1571                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1572                                        TPS("newreq"));
1573         }
1574         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Body of kthread that handles grace periods.
1579  */
1580 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1581 {
1582         int fqs_state;
1583         int gf;
1584         unsigned long j;
1585         int ret;
1586         struct rcu_state *rsp = arg;
1587         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1588
1589         for (;;) {
1590
1591                 /* Handle grace-period start. */
1592                 for (;;) {
1593                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1594                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1595                                                TPS("reqwait"));
1596                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1597                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1598                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1599                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1600                         if (rcu_gp_init(rsp))
1601                                 break;
1602                         cond_resched();
1603                         flush_signals(current);
1604                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1605                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1606                                                TPS("reqwaitsig"));
1607                 }
1608
1609                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1610                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1611                 j = jiffies_till_first_fqs;
1612                 if (j > HZ) {
1613                         j = HZ;
1614                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1615                 }
1616                 ret = 0;
1617                 for (;;) {
1618                         if (!ret)
1619                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1620                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1621                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1622                                                TPS("fqswait"));
1623                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1624                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1625                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1626                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1627                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1628                                         j);
1629                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1630                         /* If grace period done, leave loop. */
1631                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1632                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1633                                 break;
1634                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1635                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1636                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1637                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1638                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1639                                                        TPS("fqsstart"));
1640                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1641                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1642                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1643                                                        TPS("fqsend"));
1644                                 cond_resched();
1645                         } else {
1646                                 /* Deal with stray signal. */
1647                                 cond_resched();
1648                                 flush_signals(current);
1649                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1650                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1651                                                        TPS("fqswaitsig"));
1652                         }
1653                         j = jiffies_till_next_fqs;
1654                         if (j > HZ) {
1655                                 j = HZ;
1656                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1657                         } else if (j < 1) {
1658                                 j = 1;
1659                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1660                         }
1661                 }
1662
1663                 /* Handle grace-period end. */
1664                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1665         }
1666 }
1667
1668 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1669 {
1670         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1671
1672         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1673         wake_up(&rsp->gp_wq);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1678  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1679  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1680  *
1681  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1682  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1683  * quiescent state.
1684  */
1685 static void
1686 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1687                       struct rcu_data *rdp)
1688 {
1689         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1690                 /*
1691                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1692                  * task, this CPU does not need another grace period,
1693                  * or a grace period is already in progress.
1694                  * Either way, don't start a new grace period.
1695                  */
1696                 return;
1697         }
1698         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1699         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1700                                TPS("newreq"));
1701
1702         /*
1703          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1704          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1705          * the wakeup to interrupt context.  And don't bother waking
1706          * up the running kthread.
1707          */
1708         if (current != rsp->gp_kthread)
1709                 irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1714  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1715  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1716  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1717  * that is encountered beforehand.
1718  */
1719 static void
1720 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1721 {
1722         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1723         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1724
1725         /*
1726          * If there is no grace period in progress right now, any
1727          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1728          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1729          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1730          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1731          * then start the grace period!
1732          */
1733         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1734         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1739  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1740  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1741  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1742  * is released before return.
1743  */
1744 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1745         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1746 {
1747         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1748         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1749         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1754  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1755  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1756  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1757  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1758  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1759  */
1760 static void
1761 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1762                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1763         __releases(rnp->lock)
1764 {
1765         struct rcu_node *rnp_c;
1766
1767         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1768         for (;;) {
1769                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1770
1771                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1772                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1773                         return;
1774                 }
1775                 rnp->qsmask &= ~mask;
1776                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1777                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1778                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1779                                                  !!rnp->gp_tasks);
1780                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1781
1782                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1783                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1784                         return;
1785                 }
1786                 mask = rnp->grpmask;
1787                 if (rnp->parent == NULL) {
1788
1789                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1790
1791                         break;
1792                 }
1793                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1794                 rnp_c = rnp;
1795                 rnp = rnp->parent;
1796                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1797                 smp_mb__after_unlock_lock();
1798                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1799         }
1800
1801         /*
1802          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1803          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1804          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1805          */
1806         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1811  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1812  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1813  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1814  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1815  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1816  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1817  */
1818 static void
1819 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1820 {
1821         unsigned long flags;
1822         unsigned long mask;
1823         struct rcu_node *rnp;
1824
1825         rnp = rdp->mynode;
1826         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1827         smp_mb__after_unlock_lock();
1828         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1829             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1830
1831                 /*
1832                  * The grace period in which this quiescent state was
1833                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1834                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1835                  * within the current grace period.
1836                  */
1837                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1838                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1839                 return;
1840         }
1841         mask = rdp->grpmask;
1842         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1843                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1844         } else {
1845                 rdp->qs_pending = 0;
1846
1847                 /*
1848                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1849                  * callbacks can be processed during the next GP.
1850                  */
1851                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1852
1853                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1854         }
1855 }
1856
1857 /*
1858  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1859  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1860  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1861  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1862  */
1863 static void
1864 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1865 {
1866         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
1867         note_gp_changes(rsp, rdp);
1868
1869         /*
1870          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1871          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1872          */
1873         if (!rdp->qs_pending)
1874                 return;
1875
1876         /*
1877          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1878          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1879          */
1880         if (!rdp->passed_quiesce)
1881                 return;
1882
1883         /*
1884          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1885          * judge of that).
1886          */
1887         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1888 }
1889
1890 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1891
1892 /*
1893  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1894  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1895  * ->orphan_lock.
1896  */
1897 static void
1898 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1899                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1900 {
1901         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1902         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1903                 return;
1904
1905         /*
1906          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1907          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1908          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1909          */
1910         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1911                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1912                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1913                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1914                 rdp->qlen_lazy = 0;
1915                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1916         }
1917
1918         /*
1919          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1920          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1921          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1922          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1923          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1924          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1925          * we just reset the whole thing later on.
1926          */
1927         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1928                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1929                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1930                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1931         }
1932
1933         /*
1934          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1935          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1936          * required to pass though another grace period: They are done.
1937          */
1938         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1939                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1940                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1941         }
1942
1943         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1944         init_callback_list(rdp);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1949  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1950  */
1951 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1952 {
1953         int i;
1954         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1955
1956         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1957         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
1958                 return;
1959
1960         /* Do the accounting first. */
1961         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1962         rdp->qlen += rsp->qlen;
1963         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1964         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1965                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1966         rsp->qlen_lazy = 0;
1967         rsp->qlen = 0;
1968
1969         /*
1970          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1971          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1972          * we are the task doing the rcu_barrier().
1973          */
1974
1975         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1976         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1977                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1978                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1979                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1980                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1981                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1982                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1983                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1984         }
1985
1986         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1987         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1988                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1989                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1990                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1991                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1992         }
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1997  */
1998 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1999 {
2000         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2001         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2002         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2003
2004         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2005         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2006                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2007                                TPS("cpuofl"));
2008 }
2009
2010 /*
2011  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2012  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2013  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2014  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2015  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2016  */
2017 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2018 {
2019         unsigned long flags;
2020         unsigned long mask;
2021         int need_report = 0;
2022         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2023         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2024
2025         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2026         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2027
2028         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2029
2030         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2031         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2032         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2033
2034         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2035         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2036         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2037
2038         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2039         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2040         do {
2041                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2042                 smp_mb__after_unlock_lock();
2043                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2044                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2045                         if (rnp != rdp->mynode)
2046                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2047                         break;
2048                 }
2049                 if (rnp == rdp->mynode)
2050                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2051                 else
2052                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2053                 mask = rnp->grpmask;
2054                 rnp = rnp->parent;
2055         } while (rnp != NULL);
2056
2057         /*
2058          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2059          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2060          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2061          * held leads to deadlock.
2062          */
2063         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2064         rnp = rdp->mynode;
2065         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2066                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2067         else
2068                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2069         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2070                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2071         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2072                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2073                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2074         init_callback_list(rdp);
2075         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2076         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2077         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2078 }
2079
2080 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2081
2082 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2083 {
2084 }
2085
2086 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2087 {
2088 }
2089
2090 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2091
2092 /*
2093  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2094  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2095  */
2096 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2097 {
2098         unsigned long flags;
2099         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2100         long bl, count, count_lazy;
2101         int i;
2102
2103         /* If no callbacks are ready, just return. */
2104         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2105                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2106                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2107                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2108                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2109                 return;
2110         }
2111
2112         /*
2113          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2114          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2115          */
2116         local_irq_save(flags);
2117         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2118         bl = rdp->blimit;
2119         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2120         list = rdp->nxtlist;
2121         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2122         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2123         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2124         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2125                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2126                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2127         local_irq_restore(flags);
2128
2129         /* Invoke callbacks. */
2130         count = count_lazy = 0;
2131         while (list) {
2132                 next = list->next;
2133                 prefetch(next);
2134                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2135                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2136                         count_lazy++;
2137                 list = next;
2138                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2139                 if (++count >= bl &&
2140                     (need_resched() ||
2141                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2142                         break;
2143         }
2144
2145         local_irq_save(flags);
2146         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2147                             is_idle_task(current),
2148                             rcu_is_callbacks_kthread());
2149
2150         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2151         if (list != NULL) {
2152                 *tail = rdp->nxtlist;
2153                 rdp->nxtlist = list;
2154                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2155                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2156                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2157                         else
2158                                 break;
2159         }
2160         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2161         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2162         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2163         rdp->n_cbs_invoked += count;
2164
2165         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2166         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2167                 rdp->blimit = blimit;
2168
2169         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2170         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2171                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2172                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2173         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2174                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2175         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2176
2177         local_irq_restore(flags);
2178
2179         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2180         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2181                 invoke_rcu_core();
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2186  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2187  * Also schedule RCU core processing.
2188  *
2189  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2190  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2191  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2192  */
2193 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2194 {
2195         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2196         increment_cpu_stall_ticks();
2197         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2198
2199                 /*
2200                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2201                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2202                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2203                  * a quiescent state, so note it.
2204                  *
2205                  * No memory barrier is required here because both
2206                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2207                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2208                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2209                  */
2210
2211                 rcu_sched_qs(cpu);
2212                 rcu_bh_qs(cpu);
2213
2214         } else if (!in_softirq()) {
2215
2216                 /*
2217                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2218                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2219                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2220                  * critical section, so note it.
2221                  */
2222
2223                 rcu_bh_qs(cpu);
2224         }
2225         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2226         if (rcu_pending(cpu))
2227                 invoke_rcu_core();
2228         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2233  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2234  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2235  *
2236  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2237  */
2238 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2239                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2240                                   unsigned long *maxj),
2241                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2242 {
2243         unsigned long bit;
2244         int cpu;
2245         unsigned long flags;
2246         unsigned long mask;
2247         struct rcu_node *rnp;
2248
2249         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2250                 cond_resched();
2251                 mask = 0;
2252                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2253                 smp_mb__after_unlock_lock();
2254                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2255                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2256                         return;
2257                 }
2258                 if (rnp->qsmask == 0) {
2259                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2260                         continue;
2261                 }
2262                 cpu = rnp->grplo;
2263                 bit = 1;
2264                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2265                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2266                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2267                                         *isidle = 0;
2268                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2269                                         mask |= bit;
2270                         }
2271                 }
2272                 if (mask != 0) {
2273
2274                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2275                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2276                         continue;
2277                 }
2278                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2279         }
2280         rnp = rcu_get_root(rsp);
2281         if (rnp->qsmask == 0) {
2282                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2283                 smp_mb__after_unlock_lock();
2284                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2285         }
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2290  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2291  */
2292 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2293 {
2294         unsigned long flags;
2295         bool ret;
2296         struct rcu_node *rnp;
2297         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2298
2299         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2300         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2301         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2302                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2303                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2304                 if (rnp_old != NULL)
2305                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2306                 if (ret) {
2307                         ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2308                         return;
2309                 }
2310                 rnp_old = rnp;
2311         }
2312         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2313
2314         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2315         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2316         smp_mb__after_unlock_lock();
2317         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2318         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2319                 ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2320                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2321                 return;  /* Someone beat us to it. */
2322         }
2323         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2324         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2325         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2326 }
2327
2328 /*
2329  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2330  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2331  * whom the rdp belongs.
2332  */
2333 static void
2334 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2335 {
2336         unsigned long flags;
2337         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2338
2339         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2340
2341         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2342         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2343
2344         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2345         local_irq_save(flags);
2346         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2347                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2348                 rcu_start_gp(rsp);
2349                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2350         } else {
2351                 local_irq_restore(flags);
2352         }
2353
2354         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2355         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2356                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2357
2358         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2359         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Do RCU core processing for the current CPU.
2364  */
2365 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2366 {
2367         struct rcu_state *rsp;
2368
2369         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2370                 return;
2371         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2372         for_each_rcu_flavor(rsp)
2373                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2374         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2379  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2380  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2381  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2382  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2383  */
2384 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2385 {
2386         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2387                 return;
2388         if (likely(!rsp->boost)) {
2389                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2390                 return;
2391         }
2392         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2393 }
2394
2395 static void invoke_rcu_core(void)
2396 {
2397         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2398                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2403  */
2404 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2405                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2406 {
2407         /*
2408          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2409          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2410          */
2411         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2412                 invoke_rcu_core();
2413
2414         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2415         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2416                 return;
2417
2418         /*
2419          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2420          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2421          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2422          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2423          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2424          */
2425         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2426
2427                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2428                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2429
2430                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2431                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2432                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2433
2434                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2435                         smp_mb__after_unlock_lock();
2436                         rcu_start_gp(rsp);
2437                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2438                 } else {
2439                         /* Give the grace period a kick. */
2440                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2441                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2442                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2443                                 force_quiescent_state(rsp);
2444                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2445                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2446                 }
2447         }
2448 }
2449
2450 /*
2451  * RCU callback function to leak a callback.
2452  */
2453 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2454 {
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2459  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2460  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2461  * is expected to specify a CPU.
2462  */
2463 static void
2464 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2465            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2466 {
2467         unsigned long flags;
2468         struct rcu_data *rdp;
2469
2470         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2471         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2472                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2473                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2474                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2475                 return;
2476         }
2477         head->func = func;
2478         head->next = NULL;
2479
2480         /*
2481          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2482          * Note that we might see a beginning right after we see an
2483          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2484          * a quiescent state betweentimes.
2485          */
2486         local_irq_save(flags);
2487         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2488
2489         /* Add the callback to our list. */
2490         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2491                 int offline;
2492
2493                 if (cpu != -1)
2494                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2495                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2496                 WARN_ON_ONCE(offline);
2497                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2498                 local_irq_restore(flags);
2499                 return;
2500         }
2501         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2502         if (lazy)
2503                 rdp->qlen_lazy++;
2504         else
2505                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2506         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2507         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2508         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2509
2510         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2511                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2512                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2513         else
2514                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2515
2516         /* Go handle any RCU core processing required. */
2517         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2518         local_irq_restore(flags);
2519 }
2520
2521 /*
2522  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2523  */
2524 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2525 {
2526         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2527 }
2528 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2529
2530 /*
2531  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2532  */
2533 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2534 {
2535         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2536 }
2537 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2538
2539 /*
2540  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2541  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2542  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2543  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2544  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2545  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2546  * some overhead: RCU still operates correctly.
2547  */
2548 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2549 {
2550         int ret;
2551
2552         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2553         preempt_disable();
2554         ret = num_online_cpus() <= 1;
2555         preempt_enable();
2556         return ret;
2557 }
2558
2559 /**
2560  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2561  *
2562  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2563  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2564  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2565  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2566  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2567  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2568  * rcu_read_lock_sched().
2569  *
2570  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2571  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2572  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2573  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2574  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2575  *
2576  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2577  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2578  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2579  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2580  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2581  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2582  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2583  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2584  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2585  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2586  * that are executing in the kernel.
2587  *
2588  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2589  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2590  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2591  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2592  * again only if the system has more than one CPU).
2593  *
2594  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2595  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2596  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2597  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2598  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2599  */
2600 void synchronize_sched(void)
2601 {
2602         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2603                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2604                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2605                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2606         if (rcu_blocking_is_gp())
2607                 return;
2608         if (rcu_expedited)
2609                 synchronize_sched_expedited();
2610         else
2611                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2614
2615 /**
2616  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2617  *
2618  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2619  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2620  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2621  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2622  * and may be nested.
2623  *
2624  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2625  * on memory ordering guarantees.
2626  */
2627 void synchronize_rcu_bh(void)
2628 {
2629         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2630                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2631                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2632                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2633         if (rcu_blocking_is_gp())
2634                 return;
2635         if (rcu_expedited)
2636                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2637         else
2638                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2639 }
2640 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2641
2642 /**
2643  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2644  *
2645  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2646  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2647  * meantime.
2648  */
2649 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2650 {
2651         /*
2652          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2653          * before the load from ->gpnum.
2654          */
2655         smp_mb();  /* ^^^ */
2656
2657         /*
2658          * Make sure this load happens before the purportedly
2659          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2660          * and cond_synchronize_rcu().
2661          */
2662         return smp_load_acquire(&rcu_state->gpnum);
2663 }
2664 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2665
2666 /**
2667  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2668  *
2669  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2670  *
2671  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2672  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2673  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2674  *
2675  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2676  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2677  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2678  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2679  */
2680 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2681 {
2682         unsigned long newstate;
2683
2684         /*
2685          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2686          * actions the caller might carry out after we return.
2687          */
2688         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state->completed);
2689         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2690                 synchronize_rcu();
2691 }
2692 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2693
2694 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2695 {
2696         /*
2697          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2698          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2699          * time that it returns.
2700          *
2701          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2702          * above condition is already met when the control reaches
2703          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2704          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2705          * robustness against future implementation changes.
2706          */
2707         smp_mb(); /* See above comment block. */
2708         return 0;
2709 }
2710
2711 /**
2712  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2713  *
2714  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2715  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2716  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2717  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2718  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2719  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2720  * synchronize_sched() instead.
2721  *
2722  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2723  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2724  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2725  * these restriction will result in deadlock.
2726  *
2727  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2728  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2729  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2730  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2731  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2732  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2733  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2734  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2735  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2736  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2737  *
2738  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2739  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2740  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2741  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2742  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2743  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2744  * doing our work for us.
2745  *
2746  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2747  */
2748 void synchronize_sched_expedited(void)
2749 {
2750         long firstsnap, s, snap;
2751         int trycount = 0;
2752         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2753
2754         /*
2755          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2756          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2757          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2758          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2759          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2760          * course be required on a 64-bit system.
2761          */
2762         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2763                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2764                          ULONG_MAX / 8)) {
2765                 synchronize_sched();
2766                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2767                 return;
2768         }
2769
2770         /*
2771          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2772          * full memory barrier.
2773          */
2774         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2775         firstsnap = snap;
2776         get_online_cpus();
2777         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2778
2779         /*
2780          * Each pass through the following loop attempts to force a
2781          * context switch on each CPU.
2782          */
2783         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2784                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2785                              NULL) == -EAGAIN) {
2786                 put_online_cpus();
2787                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2788
2789                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2790                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2791                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2792                         /* ensure test happens before caller kfree */
2793                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2794                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2795                         return;
2796                 }
2797
2798                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2799                 if (trycount++ < 10) {
2800                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2801                 } else {
2802                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2803                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2804                         return;
2805                 }
2806
2807                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2808                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2809                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2810                         /* ensure test happens before caller kfree */
2811                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2812                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2813                         return;
2814                 }
2815
2816                 /*
2817                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2818                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2819                  * after they started, so our grace period works for them,
2820                  * and they started after our first try, so their grace
2821                  * period works for us.
2822                  */
2823                 get_online_cpus();
2824                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2825                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2826         }
2827         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2828
2829         /*
2830          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2831          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2832          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2833          * than we did already did their update.
2834          */
2835         do {
2836                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2837                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2838                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2839                         /* ensure test happens before caller kfree */
2840                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2841                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2842                         break;
2843                 }
2844         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2845         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2846
2847         put_online_cpus();
2848 }
2849 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2850
2851 /*
2852  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2853  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2854  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2855  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2856  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2857  */
2858 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2859 {
2860         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2861
2862         rdp->n_rcu_pending++;
2863
2864         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2865         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2866
2867         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
2868         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
2869                 return 0;
2870
2871         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2872         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2873             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2874                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2875         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2876                 rdp->n_rp_report_qs++;
2877                 return 1;
2878         }
2879
2880         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2881         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2882                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2883                 return 1;
2884         }
2885
2886         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2887         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2888                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2889                 return 1;
2890         }
2891
2892         /* Has another RCU grace period completed?  */
2893         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2894                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2895                 return 1;
2896         }
2897
2898         /* Has a new RCU grace period started? */
2899         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2900                 rdp->n_rp_gp_started++;
2901                 return 1;
2902         }
2903
2904         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
2905         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2906                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
2907                 return 1;
2908         }
2909
2910         /* nothing to do */
2911         rdp->n_rp_need_nothing++;
2912         return 0;
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2917  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2918  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2919  */
2920 static int rcu_pending(int cpu)
2921 {
2922         struct rcu_state *rsp;
2923
2924         for_each_rcu_flavor(rsp)
2925                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2926                         return 1;
2927         return 0;
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2932  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2933  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2934  */
2935 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2936 {
2937         bool al = true;
2938         bool hc = false;
2939         struct rcu_data *rdp;
2940         struct rcu_state *rsp;
2941
2942         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2943                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2944                 if (!rdp->nxtlist)
2945                         continue;
2946                 hc = true;
2947                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
2948                         al = false;
2949                         break;
2950                 }
2951         }
2952         if (all_lazy)
2953                 *all_lazy = al;
2954         return hc;
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2959  * the compiler is expected to optimize this away.
2960  */
2961 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
2962                                int cpu, unsigned long done)
2963 {
2964         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2965                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2966 }
2967
2968 /*
2969  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2970  * up the task executing _rcu_barrier().
2971  */
2972 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2973 {
2974         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2975         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2976
2977         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2978                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2979                 complete(&rsp->barrier_completion);
2980         } else {
2981                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2982         }
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2987  */
2988 static void rcu_barrier_func(void *type)
2989 {
2990         struct rcu_state *rsp = type;
2991         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2992
2993         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2994         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2995         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2996 }
2997
2998 /*
2999  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3000  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3001  */
3002 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3003 {
3004         int cpu;
3005         struct rcu_data *rdp;
3006         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3007         unsigned long snap_done;
3008
3009         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3010
3011         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3012         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3013
3014         /*
3015          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3016          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3017          */
3018         smp_mb();  /* See above block comment. */
3019
3020         /*
3021          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3022          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3023          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3024          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3025          */
3026         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3027         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3028
3029         /*
3030          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3031          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3032          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3033          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3034          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3035          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3036          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3037          * this for us (thank you, Linus!).
3038          */
3039         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3040                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3041                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3042                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3043                 return;
3044         }
3045
3046         /*
3047          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3048          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3049          * the increment to precede the early-exit check.
3050          */
3051         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3052         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3053         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3054         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3055
3056         /*
3057          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3058          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3059          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3060          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3061          */
3062         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3063         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3064         get_online_cpus();
3065
3066         /*
3067          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3068          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3069          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3070          */
3071         for_each_possible_cpu(cpu) {
3072                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3073                         continue;
3074                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3075                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3076                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3077                                            rsp->n_barrier_done);
3078                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3079                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3080                                    rsp, cpu, 0);
3081                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3082                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3083                                            rsp->n_barrier_done);
3084                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3085                 } else {
3086                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3087                                            rsp->n_barrier_done);
3088                 }
3089         }
3090         put_online_cpus();
3091
3092         /*
3093          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3094          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3095          */
3096         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3097                 complete(&rsp->barrier_completion);
3098
3099         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3100         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3101         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3102         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3103         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3104         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3105
3106         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3107         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3108
3109         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3110         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3111 }
3112
3113 /**
3114  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3115  */
3116 void rcu_barrier_bh(void)
3117 {
3118         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3119 }
3120 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3121
3122 /**
3123  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3124  */
3125 void rcu_barrier_sched(void)
3126 {
3127         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3130
3131 /*
3132  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3133  */
3134 static void __init
3135 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3136 {
3137         unsigned long flags;
3138         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3139         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3140
3141         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3142         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3143         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3144         init_callback_list(rdp);
3145         rdp->qlen_lazy = 0;
3146         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3147         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3148         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3149         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3150         rdp->cpu = cpu;
3151         rdp->rsp = rsp;
3152         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3153         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3154 }
3155
3156 /*
3157  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3158  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3159  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3160  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3161  */
3162 static void
3163 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
3164 {
3165         unsigned long flags;
3166         unsigned long mask;
3167         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3168         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3169
3170         /* Exclude new grace periods. */
3171         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3172
3173         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3174         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3175         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3176         rdp->preemptible = preemptible;
3177         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3178         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3179         rdp->blimit = blimit;
3180         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3181         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3182         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3183         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3184                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3185         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3186
3187         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3188         rnp = rdp->mynode;
3189         mask = rdp->grpmask;
3190         do {
3191                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3192                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3193                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3194                 mask = rnp->grpmask;
3195                 if (rnp == rdp->mynode) {
3196                         /*
3197                          * If there is a grace period in progress, we will
3198                          * set up to wait for it next time we run the
3199                          * RCU core code.
3200                          */
3201                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3202                         rdp->completed = rnp->completed;
3203                         rdp->passed_quiesce = 0;
3204                         rdp->qs_pending = 0;
3205                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3206                 }
3207                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3208                 rnp = rnp->parent;
3209         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3210         local_irq_restore(flags);
3211
3212         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3213 }
3214
3215 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3216 {
3217         struct rcu_state *rsp;
3218
3219         for_each_rcu_flavor(rsp)
3220                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3221                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Handle CPU online/offline notification events.
3226  */
3227 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3228                                     unsigned long action, void *hcpu)
3229 {
3230         long cpu = (long)hcpu;
3231         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3232         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3233         struct rcu_state *rsp;
3234
3235         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3236         switch (action) {
3237         case CPU_UP_PREPARE:
3238         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3239                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3240                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3241                 break;
3242         case CPU_ONLINE:
3243         case CPU_DOWN_FAILED:
3244                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3245                 break;
3246         case CPU_DOWN_PREPARE:
3247                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3248                 break;
3249         case CPU_DYING:
3250         case CPU_DYING_FROZEN:
3251                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3252                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3253                 break;
3254         case CPU_DEAD:
3255         case CPU_DEAD_FROZEN:
3256         case CPU_UP_CANCELED:
3257         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3258                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3259                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3260                 break;
3261         default:
3262                 break;
3263         }
3264         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3265         return NOTIFY_OK;
3266 }
3267
3268 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3269                          unsigned long action, void *hcpu)
3270 {
3271         switch (action) {
3272         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3273         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3274                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3275                         rcu_expedited = 1;
3276                 break;
3277         case PM_POST_HIBERNATION:
3278         case PM_POST_SUSPEND:
3279                 rcu_expedited = 0;
3280                 break;
3281         default:
3282                 break;
3283         }
3284         return NOTIFY_OK;
3285 }
3286
3287 /*
3288  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3289  */
3290 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3291 {
3292         unsigned long flags;
3293         struct rcu_node *rnp;
3294         struct rcu_state *rsp;
3295         struct task_struct *t;
3296
3297         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3298                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3299                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3300                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3301                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3302                 rsp->gp_kthread = t;
3303                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3304                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3305         }
3306         return 0;
3307 }
3308 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3309
3310 /*
3311  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3312  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3313  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3314  * task is booting the system).  After this function is called, the
3315  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3316  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3317  */
3318 void rcu_scheduler_starting(void)
3319 {
3320         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3321         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3322         rcu_scheduler_active = 1;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3327  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3328  */
3329 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3330 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3331 {
3332         int i;
3333
3334         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3335         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3336                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3337 }
3338 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3339 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3340 {
3341         int ccur;
3342         int cprv;
3343         int i;
3344
3345         cprv = nr_cpu_ids;
3346         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3347                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3348                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3349                 cprv = ccur;
3350         }
3351 }
3352 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3353
3354 /*
3355  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3356  */
3357 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3358                 struct rcu_data __percpu *rda)
3359 {
3360         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3361                                "rcu_node_1",
3362                                "rcu_node_2",
3363                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3364         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3365                                "rcu_node_fqs_1",
3366                                "rcu_node_fqs_2",
3367                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3368         int cpustride = 1;
3369         int i;
3370         int j;
3371         struct rcu_node *rnp;
3372
3373         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3374
3375         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3376         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3377                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3378
3379         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3380
3381         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3382                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3383         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3384                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3385         rcu_init_levelspread(rsp);
3386
3387         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3388
3389         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3390                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3391                 rnp = rsp->level[i];
3392                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3393                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3394                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3395                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3396                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3397                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3398                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3399                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3400                         rnp->completed = rsp->completed;
3401                         rnp->qsmask = 0;
3402                         rnp->qsmaskinit = 0;
3403                         rnp->grplo = j * cpustride;
3404                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3405                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3406                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3407                         if (i == 0) {
3408                                 rnp->grpnum = 0;
3409                                 rnp->grpmask = 0;
3410                                 rnp->parent = NULL;
3411                         } else {
3412                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3413                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3414                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3415                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3416                         }
3417                         rnp->level = i;
3418                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3419                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3420                 }
3421         }
3422
3423         rsp->rda = rda;
3424         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3425         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3426         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3427         for_each_possible_cpu(i) {
3428                 while (i > rnp->grphi)
3429                         rnp++;
3430                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3431                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3432         }
3433         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3434 }
3435
3436 /*
3437  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3438  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3439  * the ->node array in the rcu_state structure.
3440  */
3441 static void __init rcu_init_geometry(void)
3442 {
3443         ulong d;
3444         int i;
3445         int j;
3446         int n = nr_cpu_ids;
3447         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3448
3449         /*
3450          * Initialize any unspecified boot parameters.
3451          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3452          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3453          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3454          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3455          */
3456         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3457         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3458                 jiffies_till_first_fqs = d;
3459         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3460                 jiffies_till_next_fqs = d;
3461
3462         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3463         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3464             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3465                 return;
3466         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3467                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3468
3469         /*
3470          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3471          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3472          * some of the arithmetic easier.
3473          */
3474         rcu_capacity[0] = 1;
3475         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3476         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3477                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3478
3479         /*
3480          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3481          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3482          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3483          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3484          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3485          * compile-time values if these limits are exceeded.
3486          */
3487         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3488             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3489             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3490                 WARN_ON(1);
3491                 return;
3492         }
3493
3494         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3495         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3496                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3497                         for (j = 0; j <= i; j++)
3498                                 num_rcu_lvl[j] =
3499                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3500                         rcu_num_lvls = i;
3501                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3502                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3503                         break;
3504                 }
3505
3506         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3507         rcu_num_nodes = 0;
3508         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3509                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3510         rcu_num_nodes -= n;
3511 }
3512
3513 void __init rcu_init(void)
3514 {
3515         int cpu;
3516
3517         rcu_bootup_announce();
3518         rcu_init_geometry();
3519         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3520         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3521         __rcu_init_preempt();
3522         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3523
3524         /*
3525          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3526          * this is called early in boot, before either interrupts
3527          * or the scheduler are operational.
3528          */
3529         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3530         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3531         for_each_online_cpu(cpu)
3532                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3533 }
3534
3535 #include "tree_plugin.h"