rcu: fine-tune grace-period begin/end checks
[linux-2.6.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50
51 #include "rcutree.h"
52
53 /* Data structures. */
54
55 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
56
57 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
58         .level = { &structname.node[0] }, \
59         .levelcnt = { \
60                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
61                 NUM_RCU_LVL_1, \
62                 NUM_RCU_LVL_2, \
63                 NUM_RCU_LVL_3, \
64                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
65         }, \
66         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
67         .gpnum = -300, \
68         .completed = -300, \
69         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname.onofflock), \
70         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname.fqslock), \
71         .n_force_qs = 0, \
72         .n_force_qs_ngp = 0, \
73         .name = #structname, \
74 }
75
76 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
77 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
78
79 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
80 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
81
82 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
83 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
84
85 /*
86  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
87  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
88  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
89  */
90 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
91 {
92         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
93 }
94
95 /*
96  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
97  * how many quiescent states passed, just if there was at least
98  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
99  */
100 void rcu_sched_qs(int cpu)
101 {
102         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
103
104         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
105         barrier();
106         rdp->passed_quiesc = 1;
107 }
108
109 void rcu_bh_qs(int cpu)
110 {
111         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
112
113         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
114         barrier();
115         rdp->passed_quiesc = 1;
116 }
117
118 /*
119  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
120  * and requires special handling for preemptible RCU.
121  */
122 void rcu_note_context_switch(int cpu)
123 {
124         rcu_sched_qs(cpu);
125         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
126 }
127
128 #ifdef CONFIG_NO_HZ
129 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
130         .dynticks_nesting = 1,
131         .dynticks = 1,
132 };
133 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
134
135 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
136 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
137 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
138
139 module_param(blimit, int, 0);
140 module_param(qhimark, int, 0);
141 module_param(qlowmark, int, 0);
142
143 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
144 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly = RCU_CPU_STALL_SUPPRESS_INIT;
145 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
146 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
147
148 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
149 static int rcu_pending(int cpu);
150
151 /*
152  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
153  */
154 long rcu_batches_completed_sched(void)
155 {
156         return rcu_sched_state.completed;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
159
160 /*
161  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
162  */
163 long rcu_batches_completed_bh(void)
164 {
165         return rcu_bh_state.completed;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
168
169 /*
170  * Force a quiescent state for RCU BH.
171  */
172 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
173 {
174         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
175 }
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
177
178 /*
179  * Force a quiescent state for RCU-sched.
180  */
181 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
182 {
183         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
184 }
185 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
186
187 /*
188  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
189  */
190 static int
191 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
192 {
193         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
194 }
195
196 /*
197  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
198  */
199 static int
200 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
201 {
202         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
203 }
204
205 /*
206  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
207  */
208 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
209 {
210         return &rsp->node[0];
211 }
212
213 #ifdef CONFIG_SMP
214
215 /*
216  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
217  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
218  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
219  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
220  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
221  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
222  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
223  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
224  * each and every time we start a new grace period.
225  */
226 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
227 {
228         /*
229          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
230          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
231          */
232         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
233                 rdp->offline_fqs++;
234                 return 1;
235         }
236
237         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
238         if (rdp->preemptable)
239                 return 0;
240
241         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
242         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
243                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
244         else
245                 set_need_resched();
246         rdp->resched_ipi++;
247         return 0;
248 }
249
250 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
251
252 #ifdef CONFIG_NO_HZ
253
254 /**
255  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
256  *
257  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
258  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
259  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
260  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
261  */
262 void rcu_enter_nohz(void)
263 {
264         unsigned long flags;
265         struct rcu_dynticks *rdtp;
266
267         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
268         local_irq_save(flags);
269         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
270         rdtp->dynticks++;
271         rdtp->dynticks_nesting--;
272         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
273         local_irq_restore(flags);
274 }
275
276 /*
277  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
278  *
279  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
280  * read-side critical sections normally occur.
281  */
282 void rcu_exit_nohz(void)
283 {
284         unsigned long flags;
285         struct rcu_dynticks *rdtp;
286
287         local_irq_save(flags);
288         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
289         rdtp->dynticks++;
290         rdtp->dynticks_nesting++;
291         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
292         local_irq_restore(flags);
293         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
294 }
295
296 /**
297  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
298  *
299  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
300  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
301  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
302  */
303 void rcu_nmi_enter(void)
304 {
305         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
306
307         if (rdtp->dynticks & 0x1)
308                 return;
309         rdtp->dynticks_nmi++;
310         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
311         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
312 }
313
314 /**
315  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
316  *
317  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
318  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
319  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
320  */
321 void rcu_nmi_exit(void)
322 {
323         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
324
325         if (rdtp->dynticks & 0x1)
326                 return;
327         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
328         rdtp->dynticks_nmi++;
329         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
330 }
331
332 /**
333  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
334  *
335  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
336  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
337  */
338 void rcu_irq_enter(void)
339 {
340         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
341
342         if (rdtp->dynticks_nesting++)
343                 return;
344         rdtp->dynticks++;
345         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
346         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
347 }
348
349 /**
350  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
351  *
352  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
353  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
354  * with no ticks.
355  */
356 void rcu_irq_exit(void)
357 {
358         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
359
360         if (--rdtp->dynticks_nesting)
361                 return;
362         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
363         rdtp->dynticks++;
364         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
365
366         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
367         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
368             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
369                 set_need_resched();
370 }
371
372 #ifdef CONFIG_SMP
373
374 /*
375  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
376  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
377  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
378  */
379 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
380 {
381         int ret;
382         int snap;
383         int snap_nmi;
384
385         snap = rdp->dynticks->dynticks;
386         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
387         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
388         rdp->dynticks_snap = snap;
389         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
390         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
391         if (ret)
392                 rdp->dynticks_fqs++;
393         return ret;
394 }
395
396 /*
397  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
398  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
399  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
400  * for this same CPU.
401  */
402 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
403 {
404         long curr;
405         long curr_nmi;
406         long snap;
407         long snap_nmi;
408
409         curr = rdp->dynticks->dynticks;
410         snap = rdp->dynticks_snap;
411         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
412         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
413         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
414
415         /*
416          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
417          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
418          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
419          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
420          * read-side critical section that started before the beginning
421          * of the current RCU grace period.
422          */
423         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
424             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
425                 rdp->dynticks_fqs++;
426                 return 1;
427         }
428
429         /* Go check for the CPU being offline. */
430         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
431 }
432
433 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
434
435 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
436
437 #ifdef CONFIG_SMP
438
439 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
440 {
441         return 0;
442 }
443
444 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
445 {
446         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
447 }
448
449 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
450
451 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
452
453 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
454
455 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
456
457 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
458 {
459         rsp->gp_start = jiffies;
460         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
461 }
462
463 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
464 {
465         int cpu;
466         long delta;
467         unsigned long flags;
468         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
469
470         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
471
472         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
473         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
474         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
475                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
476                 return;
477         }
478         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
479
480         /*
481          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
482          * due to CPU offlining.
483          */
484         rcu_print_task_stall(rnp);
485         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
486
487         /*
488          * OK, time to rat on our buddy...
489          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
490          * RCU CPU stall warnings.
491          */
492         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
493                rsp->name);
494         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
495                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
496                 rcu_print_task_stall(rnp);
497                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
498                 if (rnp->qsmask == 0)
499                         continue;
500                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
501                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
502                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
503         }
504         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
505                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
506         trigger_all_cpu_backtrace();
507
508         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
509
510         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
511
512         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
513 }
514
515 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
516 {
517         unsigned long flags;
518         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
519
520         /*
521          * OK, time to rat on ourselves...
522          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
523          * RCU CPU stall warnings.
524          */
525         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
526                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
527         trigger_all_cpu_backtrace();
528
529         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
530         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
531                 rsp->jiffies_stall =
532                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
533         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
534
535         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
536 }
537
538 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
539 {
540         long delta;
541         struct rcu_node *rnp;
542
543         if (rcu_cpu_stall_suppress)
544                 return;
545         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
546         rnp = rdp->mynode;
547         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
548
549                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
550                 print_cpu_stall(rsp);
551
552         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
553
554                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
555                 print_other_cpu_stall(rsp);
556         }
557 }
558
559 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
560 {
561         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
562         return NOTIFY_DONE;
563 }
564
565 /**
566  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
567  *
568  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
569  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
570  * RCU grace periods.
571  *
572  * The caller must disable hard irqs.
573  */
574 void rcu_cpu_stall_reset(void)
575 {
576         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
577         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
578         rcu_preempt_stall_reset();
579 }
580
581 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
582         .notifier_call = rcu_panic,
583 };
584
585 static void __init check_cpu_stall_init(void)
586 {
587         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
588 }
589
590 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
591
592 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
593 {
594 }
595
596 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
597 {
598 }
599
600 void rcu_cpu_stall_reset(void)
601 {
602 }
603
604 static void __init check_cpu_stall_init(void)
605 {
606 }
607
608 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
609
610 /*
611  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
612  * This is used both when we started the grace period and when we notice
613  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
614  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
615  *  and must have irqs disabled.
616  */
617 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
618 {
619         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
620                 /*
621                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
622                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
623                  * go looking for one.
624                  */
625                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
626                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
627                         rdp->qs_pending = 1;
628                         rdp->passed_quiesc = 0;
629                 } else
630                         rdp->qs_pending = 0;
631         }
632 }
633
634 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
635 {
636         unsigned long flags;
637         struct rcu_node *rnp;
638
639         local_irq_save(flags);
640         rnp = rdp->mynode;
641         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
642             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
643                 local_irq_restore(flags);
644                 return;
645         }
646         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
647         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
648 }
649
650 /*
651  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
652  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
653  * on the CPU corresponding to rdp.
654  */
655 static int
656 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
657 {
658         unsigned long flags;
659         int ret = 0;
660
661         local_irq_save(flags);
662         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
663                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
664                 ret = 1;
665         }
666         local_irq_restore(flags);
667         return ret;
668 }
669
670 /*
671  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
672  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
673  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
674  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
675  */
676 static void
677 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
678 {
679         /* Did another grace period end? */
680         if (rdp->completed != rnp->completed) {
681
682                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
683                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
684                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
685                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
686
687                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
688                 rdp->completed = rnp->completed;
689
690                 /*
691                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
692                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
693                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
694                  * spurious new grace periods.  If another grace period
695                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
696                  * we will detect this later on.
697                  */
698                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
699                         rdp->gpnum = rdp->completed;
700
701                 /*
702                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
703                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
704                  */
705                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
706                         rdp->qs_pending = 0;
707         }
708 }
709
710 /*
711  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
712  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
713  * belongs.
714  */
715 static void
716 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
717 {
718         unsigned long flags;
719         struct rcu_node *rnp;
720
721         local_irq_save(flags);
722         rnp = rdp->mynode;
723         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
724             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
725                 local_irq_restore(flags);
726                 return;
727         }
728         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
729         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
730 }
731
732 /*
733  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
734  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
735  * this CPU.
736  */
737 static void
738 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
739 {
740         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
741         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
742
743         /*
744          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
745          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
746          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
747          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
748          *
749          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
750          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
751          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
752          * by the next RCU grace period.
753          */
754         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
755         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
756
757         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
758         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
759 }
760
761 /*
762  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
763  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
764  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
765  * be disabled.
766  */
767 static void
768 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
769         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
770 {
771         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
772         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
773
774         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp) || rsp->fqs_active) {
775                 if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
776                         rsp->fqs_need_gp = 1;
777                 if (rnp->completed == rsp->completed) {
778                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
779                         return;
780                 }
781                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
782
783                 /*
784                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
785                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
786                  * of the next grace period to process their callbacks.
787                  */
788                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
789                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
790                         rnp->completed = rsp->completed;
791                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
792                 }
793                 local_irq_restore(flags);
794                 return;
795         }
796
797         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
798         rsp->gpnum++;
799         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
800         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
801         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
802         record_gp_stall_check_time(rsp);
803
804         /* Special-case the common single-level case. */
805         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
806                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
807                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
808                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
809                 rnp->completed = rsp->completed;
810                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
811                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
812                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
813                 return;
814         }
815
816         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
817
818
819         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
820         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
821
822         /*
823          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
824          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
825          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
826          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
827          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
828          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
829          * grace period is in progress, at least until the corresponding
830          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
831          * CPU-hotplug operations.
832          *
833          * Note that the grace period cannot complete until we finish
834          * the initialization process, as there will be at least one
835          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
836          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
837          * irqs disabled.
838          */
839         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
840                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
841                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
842                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
843                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
844                 rnp->completed = rsp->completed;
845                 if (rnp == rdp->mynode)
846                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
847                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
848         }
849
850         rnp = rcu_get_root(rsp);
851         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
852         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
853         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
854         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
855 }
856
857 /*
858  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
859  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
860  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
861  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
862  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
863  */
864 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
865         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
866 {
867         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
868         rsp->completed = rsp->gpnum;
869         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
870         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
871 }
872
873 /*
874  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
875  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
876  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
877  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
878  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
879  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
880  */
881 static void
882 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
883                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
884         __releases(rnp->lock)
885 {
886         struct rcu_node *rnp_c;
887
888         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
889         for (;;) {
890                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
891
892                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
893                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
894                         return;
895                 }
896                 rnp->qsmask &= ~mask;
897                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
898
899                         /* Other bits still set at this level, so done. */
900                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
901                         return;
902                 }
903                 mask = rnp->grpmask;
904                 if (rnp->parent == NULL) {
905
906                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
907
908                         break;
909                 }
910                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
911                 rnp_c = rnp;
912                 rnp = rnp->parent;
913                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
914                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
915         }
916
917         /*
918          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
919          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
920          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
921          */
922         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
923 }
924
925 /*
926  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
927  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
928  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
929  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
930  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
931  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
932  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
933  */
934 static void
935 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
936 {
937         unsigned long flags;
938         unsigned long mask;
939         struct rcu_node *rnp;
940
941         rnp = rdp->mynode;
942         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
943         if (lastcomp != rnp->completed) {
944
945                 /*
946                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
947                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
948                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
949                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
950                  * CPU's bit already cleared in rcu_report_qs_rnp() if this
951                  * race occurred.
952                  */
953                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
954                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
955                 return;
956         }
957         mask = rdp->grpmask;
958         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
959                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
960         } else {
961                 rdp->qs_pending = 0;
962
963                 /*
964                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
965                  * callbacks can be processed during the next GP.
966                  */
967                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
968
969                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
970         }
971 }
972
973 /*
974  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
975  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
976  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
977  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
978  */
979 static void
980 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
981 {
982         /* If there is now a new grace period, record and return. */
983         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
984                 return;
985
986         /*
987          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
988          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
989          */
990         if (!rdp->qs_pending)
991                 return;
992
993         /*
994          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
995          * period? If no, then exit and wait for the next call.
996          */
997         if (!rdp->passed_quiesc)
998                 return;
999
1000         /*
1001          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1002          * judge of that).
1003          */
1004         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
1005 }
1006
1007 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1008
1009 /*
1010  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1011  * Synchronization is not required because this function executes
1012  * in stop_machine() context.
1013  */
1014 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1015 {
1016         int i;
1017         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1018         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1019         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1020         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1021
1022         if (rdp->nxtlist == NULL)
1023                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1024
1025         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1026         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1027         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1028         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1029         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1030
1031         rdp->nxtlist = NULL;
1032         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1033                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1034         rdp->qlen = 0;
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1039  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1040  */
1041 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1042 {
1043         unsigned long flags;
1044         unsigned long mask;
1045         int need_report = 0;
1046         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1047         struct rcu_node *rnp;
1048
1049         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1050         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1051
1052         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1053         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1054         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1055         do {
1056                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1057                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1058                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1059                         if (rnp != rdp->mynode)
1060                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1061                         break;
1062                 }
1063                 if (rnp == rdp->mynode)
1064                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1065                 else
1066                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1067                 mask = rnp->grpmask;
1068                 rnp = rnp->parent;
1069         } while (rnp != NULL);
1070
1071         /*
1072          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1073          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1074          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1075          * held leads to deadlock.
1076          */
1077         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1078         rnp = rdp->mynode;
1079         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1080                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1081         else
1082                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1083         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1084                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1089  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1090  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1091  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1092  */
1093 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1094 {
1095         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1096         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1097         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1098 }
1099
1100 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1101
1102 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1103 {
1104 }
1105
1106 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1107 {
1108 }
1109
1110 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1111
1112 /*
1113  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1114  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1115  */
1116 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1117 {
1118         unsigned long flags;
1119         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1120         int count;
1121
1122         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1123         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1124                 return;
1125
1126         /*
1127          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1128          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1129          */
1130         local_irq_save(flags);
1131         list = rdp->nxtlist;
1132         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1133         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1134         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1135         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1136                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1137                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1138         local_irq_restore(flags);
1139
1140         /* Invoke callbacks. */
1141         count = 0;
1142         while (list) {
1143                 next = list->next;
1144                 prefetch(next);
1145                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1146                 list->func(list);
1147                 list = next;
1148                 if (++count >= rdp->blimit)
1149                         break;
1150         }
1151
1152         local_irq_save(flags);
1153
1154         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1155         rdp->qlen -= count;
1156         rdp->n_cbs_invoked += count;
1157         if (list != NULL) {
1158                 *tail = rdp->nxtlist;
1159                 rdp->nxtlist = list;
1160                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1161                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1162                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1163                         else
1164                                 break;
1165         }
1166
1167         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1168         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1169                 rdp->blimit = blimit;
1170
1171         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1172         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1173                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1174                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1175         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1176                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1177
1178         local_irq_restore(flags);
1179
1180         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1181         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1182                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1187  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1188  * Also schedule the RCU softirq handler.
1189  *
1190  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1191  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1192  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1193  */
1194 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1195 {
1196         if (user ||
1197             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1198              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1199
1200                 /*
1201                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1202                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1203                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1204                  * a quiescent state, so note it.
1205                  *
1206                  * No memory barrier is required here because both
1207                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1208                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1209                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1210                  */
1211
1212                 rcu_sched_qs(cpu);
1213                 rcu_bh_qs(cpu);
1214
1215         } else if (!in_softirq()) {
1216
1217                 /*
1218                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1219                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1220                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1221                  * critical section, so note it.
1222                  */
1223
1224                 rcu_bh_qs(cpu);
1225         }
1226         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1227         if (rcu_pending(cpu))
1228                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1229 }
1230
1231 #ifdef CONFIG_SMP
1232
1233 /*
1234  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1235  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1236  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1237  */
1238 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1239 {
1240         unsigned long bit;
1241         int cpu;
1242         unsigned long flags;
1243         unsigned long mask;
1244         struct rcu_node *rnp;
1245
1246         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1247                 mask = 0;
1248                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1249                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1250                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1251                         return;
1252                 }
1253                 if (rnp->qsmask == 0) {
1254                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1255                         continue;
1256                 }
1257                 cpu = rnp->grplo;
1258                 bit = 1;
1259                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1260                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1261                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1262                                 mask |= bit;
1263                 }
1264                 if (mask != 0) {
1265
1266                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1267                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1268                         continue;
1269                 }
1270                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1271         }
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1276  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1277  */
1278 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1279 {
1280         unsigned long flags;
1281         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1282
1283         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1284                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1285         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1286                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1287                 return; /* Someone else is already on the job. */
1288         }
1289         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1290                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1291         rsp->n_force_qs++;
1292         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1293         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1294         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1295                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1296                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1297                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1298         }
1299         rsp->fqs_active = 1;
1300         switch (rsp->signaled) {
1301         case RCU_GP_IDLE:
1302         case RCU_GP_INIT:
1303
1304                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1305
1306         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1307                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1308                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1309
1310                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1311
1312                 /* Record dyntick-idle state. */
1313                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1314                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1315                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1316                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1317                 break;
1318
1319         case RCU_FORCE_QS:
1320
1321                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1322                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1323                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1324
1325                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1326
1327                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1328                 break;
1329         }
1330         rsp->fqs_active = 0;
1331         if (rsp->fqs_need_gp) {
1332                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1333                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1334                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1335                 return;
1336         }
1337         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1338 unlock_fqs_ret:
1339         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1340 }
1341
1342 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1343
1344 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1345 {
1346         set_need_resched();
1347 }
1348
1349 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1350
1351 /*
1352  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1353  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1354  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1355  */
1356 static void
1357 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1358 {
1359         unsigned long flags;
1360
1361         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1362
1363         /*
1364          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1365          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1366          */
1367         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1368                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1369
1370         /*
1371          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1372          * period that some other CPU ended.
1373          */
1374         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1375
1376         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1377         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1378
1379         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1380         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1381                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1382                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1383         }
1384
1385         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1386         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Do softirq processing for the current CPU.
1391  */
1392 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1393 {
1394         /*
1395          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1396          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1397          * grace-period manipulations below.
1398          */
1399         smp_mb(); /* See above block comment. */
1400
1401         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1402                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1403         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1404         rcu_preempt_process_callbacks();
1405
1406         /*
1407          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1408          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1409          * grace-period manipulations above.
1410          */
1411         smp_mb(); /* See above block comment. */
1412
1413         /* If we are last CPU on way to dyntick-idle mode, accelerate it. */
1414         rcu_needs_cpu_flush();
1415 }
1416
1417 static void
1418 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1419            struct rcu_state *rsp)
1420 {
1421         unsigned long flags;
1422         struct rcu_data *rdp;
1423
1424         debug_rcu_head_queue(head);
1425         head->func = func;
1426         head->next = NULL;
1427
1428         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1429
1430         /*
1431          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1432          * Note that we might see a beginning right after we see an
1433          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1434          * a quiescent state betweentimes.
1435          */
1436         local_irq_save(flags);
1437         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1438         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1439         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1440
1441         /* Add the callback to our list. */
1442         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1443         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1444
1445         /* Start a new grace period if one not already started. */
1446         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1447                 unsigned long nestflag;
1448                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1449
1450                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1451                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1452         }
1453
1454         /*
1455          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1456          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1457          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1458          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1459          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1460          */
1461         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1462                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1463                 if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1464                     *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1465                         force_quiescent_state(rsp, 0);
1466                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1467                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1468         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1469                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1470         local_irq_restore(flags);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1475  */
1476 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1477 {
1478         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1479 }
1480 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1481
1482 /*
1483  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1484  */
1485 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1486 {
1487         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1490
1491 /**
1492  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1493  *
1494  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1495  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1496  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1497  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1498  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1499  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1500  * rcu_read_lock_sched().
1501  *
1502  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1503  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1504  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1505  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1506  * handlers can run in process context, and can block.
1507  *
1508  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1509  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1510  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1511  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1512  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1513  */
1514 void synchronize_sched(void)
1515 {
1516         struct rcu_synchronize rcu;
1517
1518         if (rcu_blocking_is_gp())
1519                 return;
1520
1521         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1522         init_completion(&rcu.completion);
1523         /* Will wake me after RCU finished. */
1524         call_rcu_sched(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
1525         /* Wait for it. */
1526         wait_for_completion(&rcu.completion);
1527         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1528 }
1529 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1530
1531 /**
1532  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1533  *
1534  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1535  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1536  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1537  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1538  * and may be nested.
1539  */
1540 void synchronize_rcu_bh(void)
1541 {
1542         struct rcu_synchronize rcu;
1543
1544         if (rcu_blocking_is_gp())
1545                 return;
1546
1547         init_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1548         init_completion(&rcu.completion);
1549         /* Will wake me after RCU finished. */
1550         call_rcu_bh(&rcu.head, wakeme_after_rcu);
1551         /* Wait for it. */
1552         wait_for_completion(&rcu.completion);
1553         destroy_rcu_head_on_stack(&rcu.head);
1554 }
1555 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1556
1557 /*
1558  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1559  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1560  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1561  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1562  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1563  */
1564 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1565 {
1566         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1567
1568         rdp->n_rcu_pending++;
1569
1570         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1571         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1572
1573         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1574         if (rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesc) {
1575
1576                 /*
1577                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1578                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1579                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1580                  */
1581                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1582                 if (!rdp->preemptable &&
1583                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1584                                  jiffies))
1585                         set_need_resched();
1586         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesc) {
1587                 rdp->n_rp_report_qs++;
1588                 return 1;
1589         }
1590
1591         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1592         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1593                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1594                 return 1;
1595         }
1596
1597         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1598         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1599                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1600                 return 1;
1601         }
1602
1603         /* Has another RCU grace period completed?  */
1604         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1605                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1606                 return 1;
1607         }
1608
1609         /* Has a new RCU grace period started? */
1610         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1611                 rdp->n_rp_gp_started++;
1612                 return 1;
1613         }
1614
1615         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1616         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1617             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1618                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1619                 return 1;
1620         }
1621
1622         /* nothing to do */
1623         rdp->n_rp_need_nothing++;
1624         return 0;
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1629  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1630  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1631  */
1632 static int rcu_pending(int cpu)
1633 {
1634         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1635                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1636                rcu_preempt_pending(cpu);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1641  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1642  * 1 if so.
1643  */
1644 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1645 {
1646         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1647         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1648                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1649                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1650 }
1651
1652 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1653 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1654 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1655 static struct completion rcu_barrier_completion;
1656
1657 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1658 {
1659         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1660                 complete(&rcu_barrier_completion);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1665  */
1666 static void rcu_barrier_func(void *type)
1667 {
1668         int cpu = smp_processor_id();
1669         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1670         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1671                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1672
1673         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1674         call_rcu_func = type;
1675         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1680  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1681  */
1682 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1683                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1684                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1685 {
1686         BUG_ON(in_interrupt());
1687         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1688         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1689         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1690         /*
1691          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1692          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1693          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1694          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1695          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1696          * did their increment, causing this function to return too
1697          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1698          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1699          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1700          */
1701         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1702         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1703         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1704                 complete(&rcu_barrier_completion);
1705         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1706         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1707 }
1708
1709 /**
1710  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1711  */
1712 void rcu_barrier_bh(void)
1713 {
1714         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1715 }
1716 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1717
1718 /**
1719  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1720  */
1721 void rcu_barrier_sched(void)
1722 {
1723         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1724 }
1725 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1726
1727 /*
1728  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1729  */
1730 static void __init
1731 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1732 {
1733         unsigned long flags;
1734         int i;
1735         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1736         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1737
1738         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1739         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1740         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1741         rdp->nxtlist = NULL;
1742         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1743                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1744         rdp->qlen = 0;
1745 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1746         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1747 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1748         rdp->cpu = cpu;
1749         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1754  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1755  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1756  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1757  */
1758 static void __cpuinit
1759 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1760 {
1761         unsigned long flags;
1762         unsigned long mask;
1763         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1764         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1765
1766         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1767         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1768         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1769         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1770         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1771         rdp->preemptable = preemptable;
1772         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1773         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1774         rdp->blimit = blimit;
1775         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1776
1777         /*
1778          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1779          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1780          */
1781
1782         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1783         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
1784
1785         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1786         rnp = rdp->mynode;
1787         mask = rdp->grpmask;
1788         do {
1789                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1790                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1791                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1792                 mask = rnp->grpmask;
1793                 if (rnp == rdp->mynode) {
1794                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
1795                         rdp->completed = rnp->completed;
1796                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
1797                 }
1798                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1799                 rnp = rnp->parent;
1800         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1801
1802         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1803 }
1804
1805 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1806 {
1807         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1808         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1809         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Handle CPU online/offline notification events.
1814  */
1815 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1816                                     unsigned long action, void *hcpu)
1817 {
1818         long cpu = (long)hcpu;
1819
1820         switch (action) {
1821         case CPU_UP_PREPARE:
1822         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1823                 rcu_online_cpu(cpu);
1824                 break;
1825         case CPU_DYING:
1826         case CPU_DYING_FROZEN:
1827                 /*
1828                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
1829                  * touch any data without introducing corruption. We send the
1830                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
1831                  */
1832                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
1833                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
1834                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
1835                 break;
1836         case CPU_DEAD:
1837         case CPU_DEAD_FROZEN:
1838         case CPU_UP_CANCELED:
1839         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1840                 rcu_offline_cpu(cpu);
1841                 break;
1842         default:
1843                 break;
1844         }
1845         return NOTIFY_OK;
1846 }
1847
1848 /*
1849  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
1850  * process.  Before this is called, the idle task might contain
1851  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
1852  * task is booting the system).  After this function is called, the
1853  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
1854  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
1855  */
1856 void rcu_scheduler_starting(void)
1857 {
1858         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
1859         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
1860         rcu_scheduler_active = 1;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1865  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1866  */
1867 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1868 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1869 {
1870         int i;
1871
1872         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1873                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1874 }
1875 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1876 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1877 {
1878         int ccur;
1879         int cprv;
1880         int i;
1881
1882         cprv = NR_CPUS;
1883         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1884                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1885                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1886                 cprv = ccur;
1887         }
1888 }
1889 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1890
1891 /*
1892  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1893  */
1894 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
1895                 struct rcu_data __percpu *rda)
1896 {
1897         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
1898                                "rcu_node_level_1",
1899                                "rcu_node_level_2",
1900                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
1901         int cpustride = 1;
1902         int i;
1903         int j;
1904         struct rcu_node *rnp;
1905
1906         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
1907
1908         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1909
1910         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1911                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1912         rcu_init_levelspread(rsp);
1913
1914         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1915
1916         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1917                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1918                 rnp = rsp->level[i];
1919                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1920                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
1921                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
1922                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
1923                         rnp->gpnum = 0;
1924                         rnp->qsmask = 0;
1925                         rnp->qsmaskinit = 0;
1926                         rnp->grplo = j * cpustride;
1927                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1928                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1929                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1930                         if (i == 0) {
1931                                 rnp->grpnum = 0;
1932                                 rnp->grpmask = 0;
1933                                 rnp->parent = NULL;
1934                         } else {
1935                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1936                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1937                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1938                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1939                         }
1940                         rnp->level = i;
1941                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1942                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1943                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[2]);
1944                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[3]);
1945                 }
1946         }
1947
1948         rsp->rda = rda;
1949         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1950         for_each_possible_cpu(i) {
1951                 while (i > rnp->grphi)
1952                         rnp++;
1953                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
1954                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
1955         }
1956 }
1957
1958 void __init rcu_init(void)
1959 {
1960         int cpu;
1961
1962         rcu_bootup_announce();
1963         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
1964         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
1965         __rcu_init_preempt();
1966         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1967
1968         /*
1969          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
1970          * this is called early in boot, before either interrupts
1971          * or the scheduler are operational.
1972          */
1973         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
1974         for_each_online_cpu(cpu)
1975                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
1976         check_cpu_stall_init();
1977 }
1978
1979 #include "rcutree_plugin.h"