0108570a192c79fd00633179449252d46922960a
[linux-2.6.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 /* Data structures. */
53
54 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
55         .level = { &name.node[0] }, \
56         .levelcnt = { \
57                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
58                 NUM_RCU_LVL_1, \
59                 NUM_RCU_LVL_2, \
60                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
61         }, \
62         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
63         .gpnum = -300, \
64         .completed = -300, \
65         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
66         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
67         .n_force_qs = 0, \
68         .n_force_qs_ngp = 0, \
69 }
70
71 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
72 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
73
74 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
75 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
76
77
78 /*
79  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
80  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
81  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
82  */
83 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
84 {
85         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
86 }
87
88 /*
89  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
90  * how many quiescent states passed, just if there was at least
91  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
92  */
93 void rcu_sched_qs(int cpu)
94 {
95         struct rcu_data *rdp;
96
97         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
98         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
99         barrier();
100         rdp->passed_quiesc = 1;
101         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
102 }
103
104 void rcu_bh_qs(int cpu)
105 {
106         struct rcu_data *rdp;
107
108         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
109         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
110         barrier();
111         rdp->passed_quiesc = 1;
112 }
113
114 #ifdef CONFIG_NO_HZ
115 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
116         .dynticks_nesting = 1,
117         .dynticks = 1,
118 };
119 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
120
121 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
122 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
123 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
124
125 module_param(blimit, int, 0);
126 module_param(qhimark, int, 0);
127 module_param(qlowmark, int, 0);
128
129 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
130 static int rcu_pending(int cpu);
131
132 /*
133  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
134  */
135 long rcu_batches_completed_sched(void)
136 {
137         return rcu_sched_state.completed;
138 }
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
140
141 /*
142  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
143  */
144 long rcu_batches_completed_bh(void)
145 {
146         return rcu_bh_state.completed;
147 }
148 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
149
150 /*
151  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
152  */
153 static int
154 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
155 {
156         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
157 }
158
159 /*
160  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
161  */
162 static int
163 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
164 {
165         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
166 }
167
168 /*
169  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
170  */
171 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
172 {
173         return &rsp->node[0];
174 }
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177
178 /*
179  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
180  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
181  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
182  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
183  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
184  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
185  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
186  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
187  * each and every time we start a new grace period.
188  */
189 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
190 {
191         /*
192          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
193          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
194          */
195         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
196                 rdp->offline_fqs++;
197                 return 1;
198         }
199
200         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
201         if (rdp->preemptable)
202                 return 0;
203
204         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
205         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
206                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
207         else
208                 set_need_resched();
209         rdp->resched_ipi++;
210         return 0;
211 }
212
213 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
214
215 #ifdef CONFIG_NO_HZ
216
217 /**
218  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
219  *
220  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
221  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
222  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
223  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
224  */
225 void rcu_enter_nohz(void)
226 {
227         unsigned long flags;
228         struct rcu_dynticks *rdtp;
229
230         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
231         local_irq_save(flags);
232         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
233         rdtp->dynticks++;
234         rdtp->dynticks_nesting--;
235         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
236         local_irq_restore(flags);
237 }
238
239 /*
240  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
241  *
242  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
243  * read-side critical sections normally occur.
244  */
245 void rcu_exit_nohz(void)
246 {
247         unsigned long flags;
248         struct rcu_dynticks *rdtp;
249
250         local_irq_save(flags);
251         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
252         rdtp->dynticks++;
253         rdtp->dynticks_nesting++;
254         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
255         local_irq_restore(flags);
256         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
257 }
258
259 /**
260  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
261  *
262  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
263  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
264  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
265  */
266 void rcu_nmi_enter(void)
267 {
268         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
269
270         if (rdtp->dynticks & 0x1)
271                 return;
272         rdtp->dynticks_nmi++;
273         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
274         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
275 }
276
277 /**
278  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
279  *
280  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
281  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
282  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
283  */
284 void rcu_nmi_exit(void)
285 {
286         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
287
288         if (rdtp->dynticks & 0x1)
289                 return;
290         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
291         rdtp->dynticks_nmi++;
292         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
293 }
294
295 /**
296  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
297  *
298  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
299  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
300  */
301 void rcu_irq_enter(void)
302 {
303         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
304
305         if (rdtp->dynticks_nesting++)
306                 return;
307         rdtp->dynticks++;
308         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
309         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
310 }
311
312 /**
313  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
314  *
315  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
316  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
317  * with no ticks.
318  */
319 void rcu_irq_exit(void)
320 {
321         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
322
323         if (--rdtp->dynticks_nesting)
324                 return;
325         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
326         rdtp->dynticks++;
327         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
328
329         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
330         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
331             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
332                 set_need_resched();
333 }
334
335 /*
336  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
337  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
338  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
339  * useful at the beginning of a grace period).
340  */
341 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
342 {
343         rsp->dynticks_completed = comp;
344 }
345
346 #ifdef CONFIG_SMP
347
348 /*
349  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
350  */
351 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
352 {
353         return rsp->dynticks_completed;
354 }
355
356 /*
357  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
358  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
359  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
360  */
361 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
362 {
363         int ret;
364         int snap;
365         int snap_nmi;
366
367         snap = rdp->dynticks->dynticks;
368         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
369         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
370         rdp->dynticks_snap = snap;
371         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
372         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
373         if (ret)
374                 rdp->dynticks_fqs++;
375         return ret;
376 }
377
378 /*
379  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
380  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
381  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
382  * for this same CPU.
383  */
384 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
385 {
386         long curr;
387         long curr_nmi;
388         long snap;
389         long snap_nmi;
390
391         curr = rdp->dynticks->dynticks;
392         snap = rdp->dynticks_snap;
393         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
394         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
395         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
396
397         /*
398          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
399          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
400          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
401          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
402          * read-side critical section that started before the beginning
403          * of the current RCU grace period.
404          */
405         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
406             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
407                 rdp->dynticks_fqs++;
408                 return 1;
409         }
410
411         /* Go check for the CPU being offline. */
412         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
413 }
414
415 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
416
417 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
418
419 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
420 {
421 }
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424
425 /*
426  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
427  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
428  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
429  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
430  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
431  */
432 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
433 {
434         return rsp->completed;
435 }
436
437 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
438 {
439         return 0;
440 }
441
442 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
443 {
444         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
445 }
446
447 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
448
449 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
450
451 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
452
453 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
454 {
455         rsp->gp_start = jiffies;
456         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
457 }
458
459 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
460 {
461         int cpu;
462         long delta;
463         unsigned long flags;
464         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
465
466         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
467
468         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
469         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
470         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
471                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
472                 return;
473         }
474         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
475
476         /*
477          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
478          * due to CPU offlining.
479          */
480         rcu_print_task_stall(rnp);
481         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
482
483         /* OK, time to rat on our buddy... */
484
485         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
486         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
487                 rcu_print_task_stall(rnp);
488                 if (rnp->qsmask == 0)
489                         continue;
490                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
491                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
492                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
493         }
494         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
495                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
496         trigger_all_cpu_backtrace();
497
498         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
499 }
500
501 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
502 {
503         unsigned long flags;
504         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
505
506         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
507                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
508         trigger_all_cpu_backtrace();
509
510         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
511         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
512                 rsp->jiffies_stall =
513                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
514         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
515
516         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
517 }
518
519 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
520 {
521         long delta;
522         struct rcu_node *rnp;
523
524         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
525         rnp = rdp->mynode;
526         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
527
528                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
529                 print_cpu_stall(rsp);
530
531         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
532
533                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
534                 print_other_cpu_stall(rsp);
535         }
536 }
537
538 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
539
540 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
541 {
542 }
543
544 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
545 {
546 }
547
548 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
549
550 /*
551  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
552  * This is used both when we started the grace period and when we notice
553  * that someone else started the grace period.
554  */
555 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
556 {
557         rdp->qs_pending = 1;
558         rdp->passed_quiesc = 0;
559         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
560 }
561
562 /*
563  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
564  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
565  * on the CPU corresponding to rdp.
566  */
567 static int
568 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
569 {
570         unsigned long flags;
571         int ret = 0;
572
573         local_irq_save(flags);
574         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
575                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
576                 ret = 1;
577         }
578         local_irq_restore(flags);
579         return ret;
580 }
581
582 /*
583  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
584  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
585  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
586  * be disabled.
587  */
588 static void
589 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
590         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
591 {
592         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
593         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
594
595         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
596                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
597                 return;
598         }
599
600         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
601         rsp->gpnum++;
602         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
603         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
604         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
605         record_gp_stall_check_time(rsp);
606         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
607         note_new_gpnum(rsp, rdp);
608
609         /*
610          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
611          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
612          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
613          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
614          *
615          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
616          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
617          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
618          * by the next RCU grace period.
619          */
620         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
621         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
622
623         /* Special-case the common single-level case. */
624         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
625                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
626                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
627                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
628                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
629                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
630                 return;
631         }
632
633         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
634
635
636         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
637         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
638
639         /*
640          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
641          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
642          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
643          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
644          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
645          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
646          * grace period is in progress, at least until the corresponding
647          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
648          * CPU-hotplug operations.
649          *
650          * Note that the grace period cannot complete until we finish
651          * the initialization process, as there will be at least one
652          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
653          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
654          * irqs disabled.
655          */
656         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
657                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
658                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
659                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
660                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
661                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
662         }
663
664         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
665         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
666 }
667
668 /*
669  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
670  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
671  * belongs.
672  */
673 static void
674 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
675 {
676         long completed_snap;
677         unsigned long flags;
678
679         local_irq_save(flags);
680         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
681
682         /* Did another grace period end? */
683         if (rdp->completed != completed_snap) {
684
685                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
686                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
687                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
688                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
689
690                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
691                 rdp->completed = completed_snap;
692         }
693         local_irq_restore(flags);
694 }
695
696 /*
697  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
698  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
699  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
700  */
701 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
702         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
703 {
704         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
705         rsp->completed = rsp->gpnum;
706         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
707         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
708 }
709
710 /*
711  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
712  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
713  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
714  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
715  * before return.
716  */
717 static void
718 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
719               unsigned long flags)
720         __releases(rnp->lock)
721 {
722         struct rcu_node *rnp_c;
723
724         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
725         for (;;) {
726                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
727
728                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
729                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
730                         return;
731                 }
732                 rnp->qsmask &= ~mask;
733                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
734
735                         /* Other bits still set at this level, so done. */
736                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
737                         return;
738                 }
739                 mask = rnp->grpmask;
740                 if (rnp->parent == NULL) {
741
742                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
743
744                         break;
745                 }
746                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
747                 rnp_c = rnp;
748                 rnp = rnp->parent;
749                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
750                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
751         }
752
753         /*
754          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
755          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
756          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
757          */
758         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
759 }
760
761 /*
762  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
763  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
764  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
765  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
766  * period!
767  */
768 static void
769 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
770 {
771         unsigned long flags;
772         unsigned long mask;
773         struct rcu_node *rnp;
774
775         rnp = rdp->mynode;
776         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
777         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
778
779                 /*
780                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
781                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
782                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
783                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
784                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
785                  * occurred.
786                  */
787                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
788                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
789                 return;
790         }
791         mask = rdp->grpmask;
792         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
793                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
794         } else {
795                 rdp->qs_pending = 0;
796
797                 /*
798                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
799                  * callbacks can be processed during the next GP.
800                  */
801                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
802
803                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
804         }
805 }
806
807 /*
808  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
809  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
810  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
811  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
812  */
813 static void
814 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
815 {
816         /* If there is now a new grace period, record and return. */
817         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
818                 return;
819
820         /*
821          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
822          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
823          */
824         if (!rdp->qs_pending)
825                 return;
826
827         /*
828          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
829          * period? If no, then exit and wait for the next call.
830          */
831         if (!rdp->passed_quiesc)
832                 return;
833
834         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
835         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
836 }
837
838 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
839
840 /*
841  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
842  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
843  */
844 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
845 {
846         int i;
847         unsigned long flags;
848         long lastcomp;
849         unsigned long mask;
850         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
851         struct rcu_data *rdp_me;
852         struct rcu_node *rnp;
853
854         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
855         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
856
857         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
858         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
859         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
860         do {
861                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
862                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
863                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
864                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
865                         break;
866                 }
867                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
868                 mask = rnp->grpmask;
869                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
870                 rnp = rnp->parent;
871         } while (rnp != NULL);
872         lastcomp = rsp->completed;
873
874         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
875
876         /*
877          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
878          * Note that the outgoing CPU is now quiescent, so it is now
879          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
880          * Note also that we must carefully retain the order of the
881          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
882          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
883          * afresh, even those that have passed through a grace period
884          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
885          * events are rare, and that if they are frequent enough to
886          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
887          * be worrying about.
888          */
889         if (rdp->nxtlist != NULL) {
890                 rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
891                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
892                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
893                 rdp->nxtlist = NULL;
894                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
895                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
896                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
897                 rdp->qlen = 0;
898         }
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901
902 /*
903  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
904  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
905  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
906  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
907  */
908 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
909 {
910         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
911         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
912         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
913 }
914
915 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
916
917 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
918 {
919 }
920
921 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
922
923 /*
924  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
925  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
926  */
927 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
928 {
929         unsigned long flags;
930         struct rcu_head *next, *list, **tail;
931         int count;
932
933         /* If no callbacks are ready, just return.*/
934         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
935                 return;
936
937         /*
938          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
939          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
940          */
941         local_irq_save(flags);
942         list = rdp->nxtlist;
943         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
944         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
945         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
946         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
947                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
948                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
949         local_irq_restore(flags);
950
951         /* Invoke callbacks. */
952         count = 0;
953         while (list) {
954                 next = list->next;
955                 prefetch(next);
956                 list->func(list);
957                 list = next;
958                 if (++count >= rdp->blimit)
959                         break;
960         }
961
962         local_irq_save(flags);
963
964         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
965         rdp->qlen -= count;
966         if (list != NULL) {
967                 *tail = rdp->nxtlist;
968                 rdp->nxtlist = list;
969                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
970                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
971                                 rdp->nxttail[count] = tail;
972                         else
973                                 break;
974         }
975
976         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
977         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
978                 rdp->blimit = blimit;
979
980         local_irq_restore(flags);
981
982         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
983         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
984                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
985 }
986
987 /*
988  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
989  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
990  * Also schedule the RCU softirq handler.
991  *
992  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
993  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
994  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
995  */
996 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
997 {
998         if (!rcu_pending(cpu))
999                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1000         if (user ||
1001             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1002              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1003
1004                 /*
1005                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1006                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1007                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1008                  * a quiescent state, so note it.
1009                  *
1010                  * No memory barrier is required here because both
1011                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1012                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1013                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1014                  */
1015
1016                 rcu_sched_qs(cpu);
1017                 rcu_bh_qs(cpu);
1018
1019         } else if (!in_softirq()) {
1020
1021                 /*
1022                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1023                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1024                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1025                  * critical section, so note it.
1026                  */
1027
1028                 rcu_bh_qs(cpu);
1029         }
1030         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1031         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1032 }
1033
1034 #ifdef CONFIG_SMP
1035
1036 /*
1037  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1038  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1039  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1040  * because we made it end).
1041  */
1042 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1043                                int (*f)(struct rcu_data *))
1044 {
1045         unsigned long bit;
1046         int cpu;
1047         unsigned long flags;
1048         unsigned long mask;
1049         struct rcu_node *rnp;
1050
1051         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1052                 mask = 0;
1053                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1054                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1055                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1056                         return 1;
1057                 }
1058                 if (rnp->qsmask == 0) {
1059                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1060                         continue;
1061                 }
1062                 cpu = rnp->grplo;
1063                 bit = 1;
1064                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1065                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1066                                 mask |= bit;
1067                 }
1068                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1069
1070                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp->lock. */
1071                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags);
1072                         continue;
1073                 }
1074                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1075         }
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1081  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1082  */
1083 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1084 {
1085         unsigned long flags;
1086         long lastcomp;
1087         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1088         u8 signaled;
1089
1090         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1091                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1092         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1093                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1094                 return; /* Someone else is already on the job. */
1095         }
1096         if (relaxed &&
1097             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1098                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1099         rsp->n_force_qs++;
1100         spin_lock(&rnp->lock);
1101         lastcomp = rsp->completed;
1102         signaled = rsp->signaled;
1103         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1104         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1105                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1106                 spin_unlock(&rnp->lock);
1107                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1108         }
1109         spin_unlock(&rnp->lock);
1110         switch (signaled) {
1111         case RCU_GP_INIT:
1112
1113                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1114
1115         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1116
1117                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1118                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1119
1120                 /* Record dyntick-idle state. */
1121                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1122                                         dyntick_save_progress_counter))
1123                         goto unlock_ret;
1124
1125                 /* Update state, record completion counter. */
1126                 spin_lock(&rnp->lock);
1127                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1128                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1129                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1130                 }
1131                 spin_unlock(&rnp->lock);
1132                 break;
1133
1134         case RCU_FORCE_QS:
1135
1136                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1137                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1138                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1139                         goto unlock_ret;
1140
1141                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1142
1143                 break;
1144         }
1145 unlock_ret:
1146         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1147 }
1148
1149 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1150
1151 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1152 {
1153         set_need_resched();
1154 }
1155
1156 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1157
1158 /*
1159  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1160  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1161  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1162  */
1163 static void
1164 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1165 {
1166         unsigned long flags;
1167
1168         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1169
1170         /*
1171          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1172          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1173          */
1174         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1175                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1176
1177         /*
1178          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1179          * period that some other CPU ended.
1180          */
1181         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1182
1183         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1184         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1185
1186         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1187         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1188                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1189                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1190         }
1191
1192         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1193         rcu_do_batch(rdp);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Do softirq processing for the current CPU.
1198  */
1199 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1200 {
1201         /*
1202          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1203          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1204          * grace-period manipulations below.
1205          */
1206         smp_mb(); /* See above block comment. */
1207
1208         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1209                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1210         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1211         rcu_preempt_process_callbacks();
1212
1213         /*
1214          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1215          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1216          * grace-period manipulations above.
1217          */
1218         smp_mb(); /* See above block comment. */
1219 }
1220
1221 static void
1222 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1223            struct rcu_state *rsp)
1224 {
1225         unsigned long flags;
1226         struct rcu_data *rdp;
1227
1228         head->func = func;
1229         head->next = NULL;
1230
1231         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1232
1233         /*
1234          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1235          * Note that we might see a beginning right after we see an
1236          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1237          * a quiescent state betweentimes.
1238          */
1239         local_irq_save(flags);
1240         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1241         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1242         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1243
1244         /* Add the callback to our list. */
1245         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1246         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1247
1248         /* Start a new grace period if one not already started. */
1249         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1250                 unsigned long nestflag;
1251                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1252
1253                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1254                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1255         }
1256
1257         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1258         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1259                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1260                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1261         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1262                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1263         local_irq_restore(flags);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1268  */
1269 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1270 {
1271         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1272 }
1273 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1274
1275 /*
1276  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1277  */
1278 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1279 {
1280         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1281 }
1282 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1283
1284 /*
1285  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1286  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1287  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1288  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1289  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1290  */
1291 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1292 {
1293         rdp->n_rcu_pending++;
1294
1295         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1296         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1297
1298         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1299         if (rdp->qs_pending) {
1300                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1301                 return 1;
1302         }
1303
1304         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1305         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1306                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1307                 return 1;
1308         }
1309
1310         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1311         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1312                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1313                 return 1;
1314         }
1315
1316         /* Has another RCU grace period completed?  */
1317         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1318                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1319                 return 1;
1320         }
1321
1322         /* Has a new RCU grace period started? */
1323         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1324                 rdp->n_rp_gp_started++;
1325                 return 1;
1326         }
1327
1328         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1329         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1330             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1331                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1332                 return 1;
1333         }
1334
1335         /* nothing to do */
1336         rdp->n_rp_need_nothing++;
1337         return 0;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1342  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1343  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1344  */
1345 static int rcu_pending(int cpu)
1346 {
1347         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1348                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1349                rcu_preempt_pending(cpu);
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1354  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1355  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1356  * an exported member of the RCU API.
1357  */
1358 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1359 {
1360         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1361         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1362                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1363                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1364 }
1365
1366 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1367 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1368 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1369 static struct completion rcu_barrier_completion;
1370 static atomic_t rcu_migrate_type_count = ATOMIC_INIT(0);
1371 static struct rcu_head rcu_migrate_head[3];
1372 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_migrate_wq);
1373
1374 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1375 {
1376         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1377                 complete(&rcu_barrier_completion);
1378 }
1379
1380 /*
1381  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1382  */
1383 static void rcu_barrier_func(void *type)
1384 {
1385         int cpu = smp_processor_id();
1386         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1387         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1388                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1389
1390         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1391         call_rcu_func = type;
1392         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1393 }
1394
1395 static inline void wait_migrated_callbacks(void)
1396 {
1397         wait_event(rcu_migrate_wq, !atomic_read(&rcu_migrate_type_count));
1398         smp_mb(); /* In case we didn't sleep. */
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1403  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1404  */
1405 static void _rcu_barrier(void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1406                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1407 {
1408         BUG_ON(in_interrupt());
1409         /* Take cpucontrol mutex to protect against CPU hotplug */
1410         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1411         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1412         /*
1413          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1414          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1415          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1416          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1417          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1418          * did their increment, causing this function to return too
1419          * early.
1420          */
1421         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1422         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1423         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1424                 complete(&rcu_barrier_completion);
1425         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1426         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1427         wait_migrated_callbacks();
1428 }
1429
1430 /**
1431  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
1432  */
1433 void rcu_barrier(void)
1434 {
1435         _rcu_barrier(call_rcu);
1436 }
1437 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
1438
1439 /**
1440  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1441  */
1442 void rcu_barrier_bh(void)
1443 {
1444         _rcu_barrier(call_rcu_bh);
1445 }
1446 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1447
1448 /**
1449  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1450  */
1451 void rcu_barrier_sched(void)
1452 {
1453         _rcu_barrier(call_rcu_sched);
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1456
1457 static void rcu_migrate_callback(struct rcu_head *notused)
1458 {
1459         if (atomic_dec_and_test(&rcu_migrate_type_count))
1460                 wake_up(&rcu_migrate_wq);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1465  */
1466 static void __init
1467 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1468 {
1469         unsigned long flags;
1470         int i;
1471         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1472         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1473
1474         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1475         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1476         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1477         rdp->nxtlist = NULL;
1478         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1479                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1480         rdp->qlen = 0;
1481 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1482         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1483 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1484         rdp->cpu = cpu;
1485         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1490  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1491  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1492  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1493  */
1494 static void __cpuinit
1495 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1496 {
1497         unsigned long flags;
1498         long lastcomp;
1499         unsigned long mask;
1500         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1501         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1502
1503         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1504         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1505         lastcomp = rsp->completed;
1506         rdp->completed = lastcomp;
1507         rdp->gpnum = lastcomp;
1508         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1509         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1510         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1511         rdp->preemptable = preemptable;
1512         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1513         rdp->blimit = blimit;
1514         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1515
1516         /*
1517          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1518          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1519          */
1520
1521         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1522         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1523
1524         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1525         rnp = rdp->mynode;
1526         mask = rdp->grpmask;
1527         do {
1528                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1529                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1530                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1531                 mask = rnp->grpmask;
1532                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1533                 rnp = rnp->parent;
1534         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1535
1536         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1537 }
1538
1539 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1540 {
1541         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1542         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1543         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Handle CPU online/offline notification events.
1548  */
1549 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1550                              unsigned long action, void *hcpu)
1551 {
1552         long cpu = (long)hcpu;
1553
1554         switch (action) {
1555         case CPU_UP_PREPARE:
1556         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1557                 rcu_online_cpu(cpu);
1558                 break;
1559         case CPU_DOWN_PREPARE:
1560         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1561                 /* Don't need to wait until next removal operation. */
1562                 /* rcu_migrate_head is protected by cpu_add_remove_lock */
1563                 wait_migrated_callbacks();
1564                 break;
1565         case CPU_DYING:
1566         case CPU_DYING_FROZEN:
1567                 /*
1568                  * preempt_disable() in on_each_cpu() prevents stop_machine(),
1569                  * so when "on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)type, 1);"
1570                  * returns, all online cpus have queued rcu_barrier_func(),
1571                  * and the dead cpu(if it exist) queues rcu_migrate_callback()s.
1572                  *
1573                  * These callbacks ensure _rcu_barrier() waits for all
1574                  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1575                  */
1576                 atomic_set(&rcu_migrate_type_count, 3);
1577                 call_rcu_bh(rcu_migrate_head, rcu_migrate_callback);
1578                 call_rcu_sched(rcu_migrate_head + 1, rcu_migrate_callback);
1579                 call_rcu(rcu_migrate_head + 2, rcu_migrate_callback);
1580                 break;
1581         case CPU_DEAD:
1582         case CPU_DEAD_FROZEN:
1583         case CPU_UP_CANCELED:
1584         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1585                 rcu_offline_cpu(cpu);
1586                 break;
1587         default:
1588                 break;
1589         }
1590         return NOTIFY_OK;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1595  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1596  */
1597 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1598 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1599 {
1600         int i;
1601
1602         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1603                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1604 }
1605 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1606 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1607 {
1608         int ccur;
1609         int cprv;
1610         int i;
1611
1612         cprv = NR_CPUS;
1613         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1614                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1615                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1616                 cprv = ccur;
1617         }
1618 }
1619 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1620
1621 /*
1622  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1623  */
1624 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1625 {
1626         int cpustride = 1;
1627         int i;
1628         int j;
1629         struct rcu_node *rnp;
1630
1631         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1632
1633         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1634                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1635         rcu_init_levelspread(rsp);
1636
1637         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1638
1639         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1640                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1641                 rnp = rsp->level[i];
1642                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1643                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1644                         rnp->gpnum = 0;
1645                         rnp->qsmask = 0;
1646                         rnp->qsmaskinit = 0;
1647                         rnp->grplo = j * cpustride;
1648                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1649                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1650                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1651                         if (i == 0) {
1652                                 rnp->grpnum = 0;
1653                                 rnp->grpmask = 0;
1654                                 rnp->parent = NULL;
1655                         } else {
1656                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1657                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1658                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1659                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1660                         }
1661                         rnp->level = i;
1662                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1663                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1664                 }
1665         }
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1670  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1671  * structure.
1672  */
1673 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1674 do { \
1675         int i; \
1676         int j; \
1677         struct rcu_node *rnp; \
1678         \
1679         rcu_init_one(rsp); \
1680         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1681         j = 0; \
1682         for_each_possible_cpu(i) { \
1683                 if (i > rnp[j].grphi) \
1684                         j++; \
1685                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1686                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1687                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1688         } \
1689 } while (0)
1690
1691 void __init __rcu_init(void)
1692 {
1693         rcu_bootup_announce();
1694 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1695         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1696 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1697         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1698         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1699         __rcu_init_preempt();
1700         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1701 }
1702
1703 #include "rcutree_plugin.h"