rcu: Deconfuse dynticks entry-exit tracing
[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 <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
352 {
353         if (rdtp->dynticks_nesting) {
354                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
355                 return;
356         }
357         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
358         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
359                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
360                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task",
361                                    oldval, rdtp->dynticks_nesting);
362                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
363         }
364         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
365         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
366         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
367         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
368         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
373  *
374  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
375  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
376  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
377  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
378  *
379  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
380  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
381  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
382  */
383 void rcu_idle_enter(void)
384 {
385         unsigned long flags;
386         long long oldval;
387         struct rcu_dynticks *rdtp;
388
389         local_irq_save(flags);
390         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
391         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
392         rdtp->dynticks_nesting = 0;
393         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
394         local_irq_restore(flags);
395 }
396
397 /**
398  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
399  *
400  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
401  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
402  * sections can occur.
403  *
404  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
405  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
406  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
407  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
408  *
409  * Use things like work queues to work around this limitation.
410  *
411  * You have been warned.
412  */
413 void rcu_irq_exit(void)
414 {
415         unsigned long flags;
416         long long oldval;
417         struct rcu_dynticks *rdtp;
418
419         local_irq_save(flags);
420         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
421         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
422         rdtp->dynticks_nesting--;
423         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
424         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
425         local_irq_restore(flags);
426 }
427
428 /*
429  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
430  *
431  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
432  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
433  * The caller must have disabled interrupts.
434  */
435 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
436 {
437         if (oldval) {
438                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
439                 return;
440         }
441         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
442         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
443         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
444         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
445         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
446         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
447         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
448                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
449                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
450                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
451                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
452         }
453 }
454
455 /**
456  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
457  *
458  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
459  * read-side critical sections can occur.
460  *
461  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NESTING to
462  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
463  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
464  * now starting.
465  */
466 void rcu_idle_exit(void)
467 {
468         unsigned long flags;
469         struct rcu_dynticks *rdtp;
470         long long oldval;
471
472         local_irq_save(flags);
473         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
474         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
475         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
476         rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_NESTING;
477         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
478         local_irq_restore(flags);
479 }
480
481 /**
482  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
483  *
484  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
485  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
486  * sections can occur.
487  *
488  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
489  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
490  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
491  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
492  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
493  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
494  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
495  *
496  * Use things like work queues to work around this limitation.
497  *
498  * You have been warned.
499  */
500 void rcu_irq_enter(void)
501 {
502         unsigned long flags;
503         struct rcu_dynticks *rdtp;
504         long long oldval;
505
506         local_irq_save(flags);
507         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
508         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
509         rdtp->dynticks_nesting++;
510         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
511         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
512         local_irq_restore(flags);
513 }
514
515 /**
516  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
517  *
518  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
519  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
520  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
521  */
522 void rcu_nmi_enter(void)
523 {
524         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
525
526         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
527             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
528                 return;
529         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
530         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
531         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
532         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
533         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
534         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
535 }
536
537 /**
538  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
539  *
540  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
541  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
542  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
543  */
544 void rcu_nmi_exit(void)
545 {
546         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
547
548         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
549             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
550                 return;
551         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
552         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
553         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
554         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
555         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
559
560 /**
561  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
562  *
563  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
564  * or NMI handler, return true.
565  */
566 int rcu_is_cpu_idle(void)
567 {
568         int ret;
569
570         preempt_disable();
571         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
572         preempt_enable();
573         return ret;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
576
577 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
578
579 /**
580  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
581  *
582  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
583  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
584  * disabled preemption.
585  */
586 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
587 {
588         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_SMP
592
593 /*
594  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
595  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
596  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
597  */
598 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
599 {
600         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
601         return 0;
602 }
603
604 /*
605  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
606  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
607  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
608  * for this same CPU.
609  */
610 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
611 {
612         unsigned int curr;
613         unsigned int snap;
614
615         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
616         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
617
618         /*
619          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
620          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
621          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
622          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
623          * read-side critical section that started before the beginning
624          * of the current RCU grace period.
625          */
626         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
627                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
628                 rdp->dynticks_fqs++;
629                 return 1;
630         }
631
632         /* Go check for the CPU being offline. */
633         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
634 }
635
636 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
637
638 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
639
640 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
641 {
642         rsp->gp_start = jiffies;
643         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
644 }
645
646 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
647 {
648         int cpu;
649         long delta;
650         unsigned long flags;
651         int ndetected;
652         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
653
654         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
655
656         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
657         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
658         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
659                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
660                 return;
661         }
662         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
663
664         /*
665          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
666          * due to CPU offlining.
667          */
668         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
669         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
670
671         /*
672          * OK, time to rat on our buddy...
673          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
674          * RCU CPU stall warnings.
675          */
676         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
677                rsp->name);
678         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
679                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
680                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
681                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
682                 if (rnp->qsmask == 0)
683                         continue;
684                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
685                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
686                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
687                                 ndetected++;
688                         }
689         }
690         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
691                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
692         if (ndetected == 0)
693                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
694         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
695                 dump_stack();
696
697         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
698
699         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
700
701         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
702 }
703
704 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
705 {
706         unsigned long flags;
707         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
708
709         /*
710          * OK, time to rat on ourselves...
711          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
712          * RCU CPU stall warnings.
713          */
714         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
715                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
716         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
717                 dump_stack();
718
719         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
720         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
721                 rsp->jiffies_stall =
722                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
723         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
724
725         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
726 }
727
728 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
729 {
730         unsigned long j;
731         unsigned long js;
732         struct rcu_node *rnp;
733
734         if (rcu_cpu_stall_suppress)
735                 return;
736         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
737         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
738         rnp = rdp->mynode;
739         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
740
741                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
742                 print_cpu_stall(rsp);
743
744         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
745                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
746
747                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
748                 print_other_cpu_stall(rsp);
749         }
750 }
751
752 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
753 {
754         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
755         return NOTIFY_DONE;
756 }
757
758 /**
759  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
760  *
761  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
762  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
763  * RCU grace periods.
764  *
765  * The caller must disable hard irqs.
766  */
767 void rcu_cpu_stall_reset(void)
768 {
769         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
770         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
771         rcu_preempt_stall_reset();
772 }
773
774 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
775         .notifier_call = rcu_panic,
776 };
777
778 static void __init check_cpu_stall_init(void)
779 {
780         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
781 }
782
783 /*
784  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
785  * This is used both when we started the grace period and when we notice
786  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
787  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
788  *  and must have irqs disabled.
789  */
790 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
791 {
792         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
793                 /*
794                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
795                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
796                  * go looking for one.
797                  */
798                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
799                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
800                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
801                         rdp->qs_pending = 1;
802                         rdp->passed_quiesce = 0;
803                 } else
804                         rdp->qs_pending = 0;
805         }
806 }
807
808 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
809 {
810         unsigned long flags;
811         struct rcu_node *rnp;
812
813         local_irq_save(flags);
814         rnp = rdp->mynode;
815         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
816             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
817                 local_irq_restore(flags);
818                 return;
819         }
820         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
821         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
822 }
823
824 /*
825  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
826  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
827  * on the CPU corresponding to rdp.
828  */
829 static int
830 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
831 {
832         unsigned long flags;
833         int ret = 0;
834
835         local_irq_save(flags);
836         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
837                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
838                 ret = 1;
839         }
840         local_irq_restore(flags);
841         return ret;
842 }
843
844 /*
845  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
846  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
847  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
848  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
849  */
850 static void
851 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
852 {
853         /* Did another grace period end? */
854         if (rdp->completed != rnp->completed) {
855
856                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
857                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
858                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
859                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
860
861                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
862                 rdp->completed = rnp->completed;
863                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
864
865                 /*
866                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
867                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
868                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
869                  * spurious new grace periods.  If another grace period
870                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
871                  * we will detect this later on.
872                  */
873                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
874                         rdp->gpnum = rdp->completed;
875
876                 /*
877                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
878                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
879                  */
880                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
881                         rdp->qs_pending = 0;
882         }
883 }
884
885 /*
886  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
887  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
888  * belongs.
889  */
890 static void
891 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
892 {
893         unsigned long flags;
894         struct rcu_node *rnp;
895
896         local_irq_save(flags);
897         rnp = rdp->mynode;
898         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
899             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
900                 local_irq_restore(flags);
901                 return;
902         }
903         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
904         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
905 }
906
907 /*
908  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
909  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
910  * this CPU.
911  */
912 static void
913 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
914 {
915         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
916         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
917
918         /*
919          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
920          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
921          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
922          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
923          *
924          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
925          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
926          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
927          * by the next RCU grace period.
928          */
929         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
930         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
931
932         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
933         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
934 }
935
936 /*
937  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
938  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
939  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
940  * be disabled.
941  */
942 static void
943 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
944         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
945 {
946         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
947         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
948
949         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
950             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
951                 /*
952                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
953                  * non-idle task or this CPU does not need another
954                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
955                  * period.
956                  */
957                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
958                 return;
959         }
960
961         if (rsp->fqs_active) {
962                 /*
963                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
964                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
965                  */
966                 rsp->fqs_need_gp = 1;
967                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
968                 return;
969         }
970
971         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
972         rsp->gpnum++;
973         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
974         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
975         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
976         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
977         record_gp_stall_check_time(rsp);
978
979         /* Special-case the common single-level case. */
980         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
981                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
982                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
983                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
984                 rnp->completed = rsp->completed;
985                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
986                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
987                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
988                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
989                                             rnp->level, rnp->grplo,
990                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
991                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
992                 return;
993         }
994
995         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
996
997
998         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
999         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1000
1001         /*
1002          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1003          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1004          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1005          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1006          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1007          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1008          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1009          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1010          * CPU-hotplug operations.
1011          *
1012          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1013          * the initialization process, as there will be at least one
1014          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1015          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1016          * irqs disabled.
1017          */
1018         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1019                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1020                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1021                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1022                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1023                 rnp->completed = rsp->completed;
1024                 if (rnp == rdp->mynode)
1025                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1026                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1027                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1028                                             rnp->level, rnp->grplo,
1029                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1030                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1031         }
1032
1033         rnp = rcu_get_root(rsp);
1034         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1035         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1036         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1037         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1042  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1043  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1044  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1045  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1046  */
1047 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1048         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1049 {
1050         unsigned long gp_duration;
1051         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1052         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1053
1054         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1055
1056         /*
1057          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1058          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1059          */
1060         smp_mb(); /* See above block comment. */
1061         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1062         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1063                 rsp->gp_max = gp_duration;
1064
1065         /*
1066          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1067          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1068          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1069          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1070          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1071          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1072          *
1073          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1074          * care of this while initializing the next grace period.
1075          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1076          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1077          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1078          * completed.
1079          */
1080         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1081                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1082
1083                 /*
1084                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1085                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1086                  * of the next grace period to process their callbacks.
1087                  */
1088                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1089                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1090                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1091                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1092                 }
1093                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1094                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1095         }
1096
1097         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1098         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1099         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1100         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1105  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1106  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1107  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1108  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1109  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1110  */
1111 static void
1112 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1113                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1114         __releases(rnp->lock)
1115 {
1116         struct rcu_node *rnp_c;
1117
1118         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1119         for (;;) {
1120                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1121
1122                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1123                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1124                         return;
1125                 }
1126                 rnp->qsmask &= ~mask;
1127                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1128                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1129                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1130                                                  !!rnp->gp_tasks);
1131                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1132
1133                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1134                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1135                         return;
1136                 }
1137                 mask = rnp->grpmask;
1138                 if (rnp->parent == NULL) {
1139
1140                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1141
1142                         break;
1143                 }
1144                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1145                 rnp_c = rnp;
1146                 rnp = rnp->parent;
1147                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1148                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1149         }
1150
1151         /*
1152          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1153          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1154          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1155          */
1156         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1161  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1162  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1163  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1164  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1165  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1166  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1167  */
1168 static void
1169 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1170 {
1171         unsigned long flags;
1172         unsigned long mask;
1173         struct rcu_node *rnp;
1174
1175         rnp = rdp->mynode;
1176         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1177         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1178
1179                 /*
1180                  * The grace period in which this quiescent state was
1181                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1182                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1183                  * within the current grace period.
1184                  */
1185                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1186                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1187                 return;
1188         }
1189         mask = rdp->grpmask;
1190         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1191                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1192         } else {
1193                 rdp->qs_pending = 0;
1194
1195                 /*
1196                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1197                  * callbacks can be processed during the next GP.
1198                  */
1199                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1200
1201                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1202         }
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1207  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1208  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1209  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1210  */
1211 static void
1212 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1213 {
1214         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1215         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1216                 return;
1217
1218         /*
1219          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1220          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1221          */
1222         if (!rdp->qs_pending)
1223                 return;
1224
1225         /*
1226          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1227          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1228          */
1229         if (!rdp->passed_quiesce)
1230                 return;
1231
1232         /*
1233          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1234          * judge of that).
1235          */
1236         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1237 }
1238
1239 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1240
1241 /*
1242  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1243  * Synchronization is not required because this function executes
1244  * in stop_machine() context.
1245  */
1246 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1247 {
1248         int i;
1249         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1250         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1251         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1252         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1253
1254         if (rdp->nxtlist == NULL)
1255                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1256
1257         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1258         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1259         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1260         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1261         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1262
1263         rdp->nxtlist = NULL;
1264         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1265                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1266         rdp->qlen = 0;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1271  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1272  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1273  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1274  */
1275 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1276 {
1277         unsigned long flags;
1278         unsigned long mask;
1279         int need_report = 0;
1280         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1281         struct rcu_node *rnp;
1282
1283         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1284
1285         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1286         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1287
1288         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1289         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1290         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1291         do {
1292                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1293                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1294                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1295                         if (rnp != rdp->mynode)
1296                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1297                         else
1298                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1299                                                        rnp->gpnum + 1 -
1300                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1301                                                        "cpuofl");
1302                         break;
1303                 }
1304                 if (rnp == rdp->mynode) {
1305                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1306                                                rnp->gpnum + 1 -
1307                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1308                                                "cpuofl");
1309                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1310                 } else
1311                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1312                 mask = rnp->grpmask;
1313                 rnp = rnp->parent;
1314         } while (rnp != NULL);
1315
1316         /*
1317          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1318          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1319          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1320          * held leads to deadlock.
1321          */
1322         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1323         rnp = rdp->mynode;
1324         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1325                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1326         else
1327                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1328         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1329                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1330         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1335  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1336  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1337  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1338  */
1339 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1340 {
1341         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1342         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1343         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1344 }
1345
1346 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1347
1348 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1349 {
1350 }
1351
1352 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1353 {
1354 }
1355
1356 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1357
1358 /*
1359  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1360  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1361  */
1362 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1363 {
1364         unsigned long flags;
1365         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1366         int bl, count;
1367
1368         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1369         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1370                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1371                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1372                 return;
1373         }
1374
1375         /*
1376          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1377          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1378          */
1379         local_irq_save(flags);
1380         bl = rdp->blimit;
1381         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1382         list = rdp->nxtlist;
1383         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1384         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1385         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1386         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1387                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1388                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1389         local_irq_restore(flags);
1390
1391         /* Invoke callbacks. */
1392         count = 0;
1393         while (list) {
1394                 next = list->next;
1395                 prefetch(next);
1396                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1397                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1398                 list = next;
1399                 if (++count >= bl)
1400                         break;
1401         }
1402
1403         local_irq_save(flags);
1404         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1405
1406         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1407         rdp->qlen -= count;
1408         rdp->n_cbs_invoked += count;
1409         if (list != NULL) {
1410                 *tail = rdp->nxtlist;
1411                 rdp->nxtlist = list;
1412                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1413                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1414                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1415                         else
1416                                 break;
1417         }
1418
1419         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1420         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1421                 rdp->blimit = blimit;
1422
1423         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1424         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1425                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1426                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1427         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1428                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1429
1430         local_irq_restore(flags);
1431
1432         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1433         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1434                 invoke_rcu_core();
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1439  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1440  * Also schedule RCU core processing.
1441  *
1442  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1443  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1444  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1445  */
1446 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1447 {
1448         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1449         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1450
1451                 /*
1452                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1453                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1454                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1455                  * a quiescent state, so note it.
1456                  *
1457                  * No memory barrier is required here because both
1458                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1459                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1460                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1461                  */
1462
1463                 rcu_sched_qs(cpu);
1464                 rcu_bh_qs(cpu);
1465
1466         } else if (!in_softirq()) {
1467
1468                 /*
1469                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1470                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1471                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1472                  * critical section, so note it.
1473                  */
1474
1475                 rcu_bh_qs(cpu);
1476         }
1477         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1478         if (rcu_pending(cpu))
1479                 invoke_rcu_core();
1480         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1481 }
1482
1483 #ifdef CONFIG_SMP
1484
1485 /*
1486  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1487  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1488  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1489  *
1490  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1491  */
1492 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1493 {
1494         unsigned long bit;
1495         int cpu;
1496         unsigned long flags;
1497         unsigned long mask;
1498         struct rcu_node *rnp;
1499
1500         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1501                 mask = 0;
1502                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1503                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1504                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1505                         return;
1506                 }
1507                 if (rnp->qsmask == 0) {
1508                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1509                         continue;
1510                 }
1511                 cpu = rnp->grplo;
1512                 bit = 1;
1513                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1514                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1515                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1516                                 mask |= bit;
1517                 }
1518                 if (mask != 0) {
1519
1520                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1521                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1522                         continue;
1523                 }
1524                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1525         }
1526         rnp = rcu_get_root(rsp);
1527         if (rnp->qsmask == 0) {
1528                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1529                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1530         }
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1535  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1536  */
1537 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1541
1542         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1543         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1544                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1545                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1546         }
1547         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1548                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1549                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1550                 return; /* Someone else is already on the job. */
1551         }
1552         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1553                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1554         rsp->n_force_qs++;
1555         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1556         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1557         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1558                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1559                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1560                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1561         }
1562         rsp->fqs_active = 1;
1563         switch (rsp->fqs_state) {
1564         case RCU_GP_IDLE:
1565         case RCU_GP_INIT:
1566
1567                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1568
1569         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1570                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1571                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1572
1573                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1574
1575                 /* Record dyntick-idle state. */
1576                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1577                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1578                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1579                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1580                 break;
1581
1582         case RCU_FORCE_QS:
1583
1584                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1585                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1586                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1587
1588                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1589
1590                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1591                 break;
1592         }
1593         rsp->fqs_active = 0;
1594         if (rsp->fqs_need_gp) {
1595                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1596                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1597                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1598                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1599                 return;
1600         }
1601         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1602 unlock_fqs_ret:
1603         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1604         trace_rcu_utilization("End fqs");
1605 }
1606
1607 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1608
1609 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1610 {
1611         set_need_resched();
1612 }
1613
1614 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1615
1616 /*
1617  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1618  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1619  * whom the rdp belongs.
1620  */
1621 static void
1622 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1623 {
1624         unsigned long flags;
1625
1626         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1627
1628         /*
1629          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1630          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1631          */
1632         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1633                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1634
1635         /*
1636          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1637          * period that some other CPU ended.
1638          */
1639         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1640
1641         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1642         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1643
1644         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1645         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1646                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1647                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1648         }
1649
1650         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1651         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1652                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Do RCU core processing for the current CPU.
1657  */
1658 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1659 {
1660         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1661         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1662                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1663         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1664         rcu_preempt_process_callbacks();
1665         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1670  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1671  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1672  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1673  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1674  */
1675 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1676 {
1677         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1678                 return;
1679         if (likely(!rsp->boost)) {
1680                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1681                 return;
1682         }
1683         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1684 }
1685
1686 static void invoke_rcu_core(void)
1687 {
1688         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1689 }
1690
1691 static void
1692 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1693            struct rcu_state *rsp)
1694 {
1695         unsigned long flags;
1696         struct rcu_data *rdp;
1697
1698         debug_rcu_head_queue(head);
1699         head->func = func;
1700         head->next = NULL;
1701
1702         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1703
1704         /*
1705          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1706          * Note that we might see a beginning right after we see an
1707          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1708          * a quiescent state betweentimes.
1709          */
1710         local_irq_save(flags);
1711         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1712
1713         /* Add the callback to our list. */
1714         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1715         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1716         rdp->qlen++;
1717
1718         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1719                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1720                                          rdp->qlen);
1721         else
1722                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1723
1724         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1725         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1726                 local_irq_restore(flags);
1727                 return;
1728         }
1729
1730         /*
1731          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1732          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1733          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1734          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1735          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1736          */
1737         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1738
1739                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1740                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1741                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1742
1743                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1744                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1745                         unsigned long nestflag;
1746                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1747
1748                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1749                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1750                 } else {
1751                         /* Give the grace period a kick. */
1752                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1753                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1754                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1755                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1756                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1757                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1758                 }
1759         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1760                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1761         local_irq_restore(flags);
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1766  */
1767 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1768 {
1769         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1770 }
1771 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1772
1773 /*
1774  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1775  */
1776 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1777 {
1778         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1781
1782 /**
1783  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1784  *
1785  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1786  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1787  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1788  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1789  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1790  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1791  * rcu_read_lock_sched().
1792  *
1793  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1794  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1795  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1796  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1797  * handlers can run in process context, and can block.
1798  *
1799  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1800  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1801  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1802  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1803  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1804  */
1805 void synchronize_sched(void)
1806 {
1807         if (rcu_blocking_is_gp())
1808                 return;
1809         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1812
1813 /**
1814  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1815  *
1816  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1817  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1818  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1819  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1820  * and may be nested.
1821  */
1822 void synchronize_rcu_bh(void)
1823 {
1824         if (rcu_blocking_is_gp())
1825                 return;
1826         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1827 }
1828 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1829
1830 /*
1831  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1832  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1833  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1834  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1835  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1836  */
1837 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1838 {
1839         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1840
1841         rdp->n_rcu_pending++;
1842
1843         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1844         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1845
1846         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1847         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1848             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1849
1850                 /*
1851                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1852                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1853                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1854                  */
1855                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1856                 if (!rdp->preemptible &&
1857                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1858                                  jiffies))
1859                         set_need_resched();
1860         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1861                 rdp->n_rp_report_qs++;
1862                 return 1;
1863         }
1864
1865         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1866         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1867                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1868                 return 1;
1869         }
1870
1871         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1872         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1873                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1874                 return 1;
1875         }
1876
1877         /* Has another RCU grace period completed?  */
1878         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1879                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1880                 return 1;
1881         }
1882
1883         /* Has a new RCU grace period started? */
1884         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1885                 rdp->n_rp_gp_started++;
1886                 return 1;
1887         }
1888
1889         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1890         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1891             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1892                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1893                 return 1;
1894         }
1895
1896         /* nothing to do */
1897         rdp->n_rp_need_nothing++;
1898         return 0;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1903  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1904  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1905  */
1906 static int rcu_pending(int cpu)
1907 {
1908         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1909                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1910                rcu_preempt_pending(cpu);
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1915  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1916  * 1 if so.
1917  */
1918 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1919 {
1920         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1921         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1922                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1923                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1924 }
1925
1926 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1927 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1928 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1929 static struct completion rcu_barrier_completion;
1930
1931 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1932 {
1933         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1934                 complete(&rcu_barrier_completion);
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1939  */
1940 static void rcu_barrier_func(void *type)
1941 {
1942         int cpu = smp_processor_id();
1943         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1944         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1945                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1946
1947         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1948         call_rcu_func = type;
1949         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1954  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1955  */
1956 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1957                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1958                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1959 {
1960         BUG_ON(in_interrupt());
1961         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1962         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1963         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1964         /*
1965          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1966          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1967          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1968          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1969          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1970          * did their increment, causing this function to return too
1971          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1972          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1973          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1974          */
1975         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1976         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1977         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1978                 complete(&rcu_barrier_completion);
1979         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1980         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1981 }
1982
1983 /**
1984  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1985  */
1986 void rcu_barrier_bh(void)
1987 {
1988         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1989 }
1990 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1991
1992 /**
1993  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1994  */
1995 void rcu_barrier_sched(void)
1996 {
1997         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1998 }
1999 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2000
2001 /*
2002  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2003  */
2004 static void __init
2005 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2006 {
2007         unsigned long flags;
2008         int i;
2009         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2010         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2011
2012         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2013         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2014         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2015         rdp->nxtlist = NULL;
2016         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2017                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2018         rdp->qlen = 0;
2019         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2020         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2021         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2022         rdp->cpu = cpu;
2023         rdp->rsp = rsp;
2024         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2029  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2030  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2031  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2032  */
2033 static void __cpuinit
2034 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2035 {
2036         unsigned long flags;
2037         unsigned long mask;
2038         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2039         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2040
2041         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2042         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2043         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2044         rdp->preemptible = preemptible;
2045         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2046         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2047         rdp->blimit = blimit;
2048         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_NESTING);
2049         WARN_ON_ONCE((atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & 0x1) != 1);
2050         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2051
2052         /*
2053          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2054          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2055          */
2056
2057         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2058         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2059
2060         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2061         rnp = rdp->mynode;
2062         mask = rdp->grpmask;
2063         do {
2064                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2065                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2066                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2067                 mask = rnp->grpmask;
2068                 if (rnp == rdp->mynode) {
2069                         /*
2070                          * If there is a grace period in progress, we will
2071                          * set up to wait for it next time we run the
2072                          * RCU core code.
2073                          */
2074                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2075                         rdp->completed = rnp->completed;
2076                         rdp->passed_quiesce = 0;
2077                         rdp->qs_pending = 0;
2078                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2079                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2080                 }
2081                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2082                 rnp = rnp->parent;
2083         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2084
2085         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2086 }
2087
2088 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2089 {
2090         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2091         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2092         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2093 }
2094
2095 /*
2096  * Handle CPU online/offline notification events.
2097  */
2098 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2099                                     unsigned long action, void *hcpu)
2100 {
2101         long cpu = (long)hcpu;
2102         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2103         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2104
2105         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2106         switch (action) {
2107         case CPU_UP_PREPARE:
2108         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2109                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2110                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2111                 break;
2112         case CPU_ONLINE:
2113         case CPU_DOWN_FAILED:
2114                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2115                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2116                 break;
2117         case CPU_DOWN_PREPARE:
2118                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2119                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2120                 break;
2121         case CPU_DYING:
2122         case CPU_DYING_FROZEN:
2123                 /*
2124                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2125                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2126                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2127                  */
2128                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2129                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2130                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2131                 break;
2132         case CPU_DEAD:
2133         case CPU_DEAD_FROZEN:
2134         case CPU_UP_CANCELED:
2135         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2136                 rcu_offline_cpu(cpu);
2137                 break;
2138         default:
2139                 break;
2140         }
2141         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2142         return NOTIFY_OK;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2147  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2148  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2149  * task is booting the system).  After this function is called, the
2150  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2151  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2152  */
2153 void rcu_scheduler_starting(void)
2154 {
2155         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2156         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2157         rcu_scheduler_active = 1;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2162  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2163  */
2164 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2165 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2166 {
2167         int i;
2168
2169         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2170                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2171         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2172 }
2173 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2174 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2175 {
2176         int ccur;
2177         int cprv;
2178         int i;
2179
2180         cprv = NR_CPUS;
2181         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2182                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2183                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2184                 cprv = ccur;
2185         }
2186 }
2187 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2188
2189 /*
2190  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2191  */
2192 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2193                 struct rcu_data __percpu *rda)
2194 {
2195         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2196                                "rcu_node_level_1",
2197                                "rcu_node_level_2",
2198                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2199         int cpustride = 1;
2200         int i;
2201         int j;
2202         struct rcu_node *rnp;
2203
2204         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2205
2206         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2207
2208         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2209                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2210         rcu_init_levelspread(rsp);
2211
2212         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2213
2214         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2215                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2216                 rnp = rsp->level[i];
2217                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2218                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2219                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2220                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2221                         rnp->gpnum = 0;
2222                         rnp->qsmask = 0;
2223                         rnp->qsmaskinit = 0;
2224                         rnp->grplo = j * cpustride;
2225                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2226                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2227                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2228                         if (i == 0) {
2229                                 rnp->grpnum = 0;
2230                                 rnp->grpmask = 0;
2231                                 rnp->parent = NULL;
2232                         } else {
2233                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2234                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2235                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2236                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2237                         }
2238                         rnp->level = i;
2239                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2240                 }
2241         }
2242
2243         rsp->rda = rda;
2244         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2245         for_each_possible_cpu(i) {
2246                 while (i > rnp->grphi)
2247                         rnp++;
2248                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2249                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2250         }
2251 }
2252
2253 void __init rcu_init(void)
2254 {
2255         int cpu;
2256
2257         rcu_bootup_announce();
2258         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2259         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2260         __rcu_init_preempt();
2261          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2262
2263         /*
2264          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2265          * this is called early in boot, before either interrupts
2266          * or the scheduler are operational.
2267          */
2268         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2269         for_each_online_cpu(cpu)
2270                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2271         check_cpu_stall_init();
2272 }
2273
2274 #include "rcutree_plugin.h"