rcu: Eliminate __rcu_pending() false positives
[linux-2.6.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 /* Data structures. */
53
54 static struct lock_class_key rcu_root_class;
55
56 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
57         .level = { &name.node[0] }, \
58         .levelcnt = { \
59                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
60                 NUM_RCU_LVL_1, \
61                 NUM_RCU_LVL_2, \
62                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
63         }, \
64         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
65         .gpnum = -300, \
66         .completed = -300, \
67         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
68         .orphan_cbs_list = NULL, \
69         .orphan_cbs_tail = &name.orphan_cbs_list, \
70         .orphan_qlen = 0, \
71         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
72         .n_force_qs = 0, \
73         .n_force_qs_ngp = 0, \
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
83 /*
84  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
85  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
86  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
87  */
88 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
89 {
90         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
91 }
92
93 /*
94  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
95  * how many quiescent states passed, just if there was at least
96  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
97  */
98 void rcu_sched_qs(int cpu)
99 {
100         struct rcu_data *rdp;
101
102         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
103         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
104         barrier();
105         rdp->passed_quiesc = 1;
106         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
107 }
108
109 void rcu_bh_qs(int cpu)
110 {
111         struct rcu_data *rdp;
112
113         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
114         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->gpnum - 1;
115         barrier();
116         rdp->passed_quiesc = 1;
117 }
118
119 #ifdef CONFIG_NO_HZ
120 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
121         .dynticks_nesting = 1,
122         .dynticks = 1,
123 };
124 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
125
126 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
127 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
128 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
129
130 module_param(blimit, int, 0);
131 module_param(qhimark, int, 0);
132 module_param(qlowmark, int, 0);
133
134 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
135 static int rcu_pending(int cpu);
136
137 /*
138  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
139  */
140 long rcu_batches_completed_sched(void)
141 {
142         return rcu_sched_state.completed;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
145
146 /*
147  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
148  */
149 long rcu_batches_completed_bh(void)
150 {
151         return rcu_bh_state.completed;
152 }
153 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
154
155 /*
156  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
157  */
158 static int
159 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
160 {
161         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
162 }
163
164 /*
165  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
166  */
167 static int
168 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
169 {
170         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
171 }
172
173 /*
174  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
175  */
176 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
177 {
178         return &rsp->node[0];
179 }
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182
183 /*
184  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
185  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
186  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
187  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
188  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
189  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
190  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
191  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
192  * each and every time we start a new grace period.
193  */
194 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
195 {
196         /*
197          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
198          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
199          */
200         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
201                 rdp->offline_fqs++;
202                 return 1;
203         }
204
205         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
206         if (rdp->preemptable)
207                 return 0;
208
209         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
210         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
211                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
212         else
213                 set_need_resched();
214         rdp->resched_ipi++;
215         return 0;
216 }
217
218 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
219
220 #ifdef CONFIG_NO_HZ
221
222 /**
223  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
224  *
225  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
226  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
227  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
228  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
229  */
230 void rcu_enter_nohz(void)
231 {
232         unsigned long flags;
233         struct rcu_dynticks *rdtp;
234
235         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
236         local_irq_save(flags);
237         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
238         rdtp->dynticks++;
239         rdtp->dynticks_nesting--;
240         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
241         local_irq_restore(flags);
242 }
243
244 /*
245  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
246  *
247  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
248  * read-side critical sections normally occur.
249  */
250 void rcu_exit_nohz(void)
251 {
252         unsigned long flags;
253         struct rcu_dynticks *rdtp;
254
255         local_irq_save(flags);
256         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
257         rdtp->dynticks++;
258         rdtp->dynticks_nesting++;
259         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
260         local_irq_restore(flags);
261         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
262 }
263
264 /**
265  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
266  *
267  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
268  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
269  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
270  */
271 void rcu_nmi_enter(void)
272 {
273         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
274
275         if (rdtp->dynticks & 0x1)
276                 return;
277         rdtp->dynticks_nmi++;
278         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
279         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
280 }
281
282 /**
283  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
284  *
285  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
286  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
287  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
288  */
289 void rcu_nmi_exit(void)
290 {
291         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
292
293         if (rdtp->dynticks & 0x1)
294                 return;
295         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
296         rdtp->dynticks_nmi++;
297         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
298 }
299
300 /**
301  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
302  *
303  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
304  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
305  */
306 void rcu_irq_enter(void)
307 {
308         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
309
310         if (rdtp->dynticks_nesting++)
311                 return;
312         rdtp->dynticks++;
313         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
314         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
315 }
316
317 /**
318  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
319  *
320  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
321  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
322  * with no ticks.
323  */
324 void rcu_irq_exit(void)
325 {
326         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
327
328         if (--rdtp->dynticks_nesting)
329                 return;
330         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
331         rdtp->dynticks++;
332         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
333
334         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
335         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
336             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
337                 set_need_resched();
338 }
339
340 #ifdef CONFIG_SMP
341
342 /*
343  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
344  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
345  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
346  */
347 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
348 {
349         int ret;
350         int snap;
351         int snap_nmi;
352
353         snap = rdp->dynticks->dynticks;
354         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
355         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
356         rdp->dynticks_snap = snap;
357         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
358         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
359         if (ret)
360                 rdp->dynticks_fqs++;
361         return ret;
362 }
363
364 /*
365  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
366  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
367  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
368  * for this same CPU.
369  */
370 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
371 {
372         long curr;
373         long curr_nmi;
374         long snap;
375         long snap_nmi;
376
377         curr = rdp->dynticks->dynticks;
378         snap = rdp->dynticks_snap;
379         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
380         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
381         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
382
383         /*
384          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
385          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
386          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
387          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
388          * read-side critical section that started before the beginning
389          * of the current RCU grace period.
390          */
391         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
392             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
393                 rdp->dynticks_fqs++;
394                 return 1;
395         }
396
397         /* Go check for the CPU being offline. */
398         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
399 }
400
401 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
402
403 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
404
405 #ifdef CONFIG_SMP
406
407 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
408 {
409         return 0;
410 }
411
412 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
413 {
414         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
415 }
416
417 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
418
419 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
420
421 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
422
423 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
424 {
425         rsp->gp_start = jiffies;
426         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
427 }
428
429 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
430 {
431         int cpu;
432         long delta;
433         unsigned long flags;
434         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
435
436         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
437
438         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
439         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
440         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
441                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
442                 return;
443         }
444         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
445
446         /*
447          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
448          * due to CPU offlining.
449          */
450         rcu_print_task_stall(rnp);
451         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
452
453         /* OK, time to rat on our buddy... */
454
455         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
456         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
457                 rcu_print_task_stall(rnp);
458                 if (rnp->qsmask == 0)
459                         continue;
460                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
461                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
462                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
463         }
464         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
465                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
466         trigger_all_cpu_backtrace();
467
468         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
469 }
470
471 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
472 {
473         unsigned long flags;
474         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
475
476         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
477                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
478         trigger_all_cpu_backtrace();
479
480         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
481         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
482                 rsp->jiffies_stall =
483                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
484         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
485
486         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
487 }
488
489 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
490 {
491         long delta;
492         struct rcu_node *rnp;
493
494         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
495         rnp = rdp->mynode;
496         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
497
498                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
499                 print_cpu_stall(rsp);
500
501         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
502
503                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
504                 print_other_cpu_stall(rsp);
505         }
506 }
507
508 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
509
510 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
511 {
512 }
513
514 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
515 {
516 }
517
518 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
519
520 /*
521  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
522  * This is used both when we started the grace period and when we notice
523  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
524  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
525  *  and must have irqs disabled.
526  */
527 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
528 {
529         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
530                 rdp->qs_pending = 1;
531                 rdp->passed_quiesc = 0;
532                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
533         }
534 }
535
536 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
537 {
538         unsigned long flags;
539         struct rcu_node *rnp;
540
541         local_irq_save(flags);
542         rnp = rdp->mynode;
543         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
544             !spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, retry later. */
545                 local_irq_restore(flags);
546                 return;
547         }
548         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
549         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
550 }
551
552 /*
553  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
554  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
555  * on the CPU corresponding to rdp.
556  */
557 static int
558 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
559 {
560         unsigned long flags;
561         int ret = 0;
562
563         local_irq_save(flags);
564         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
565                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
566                 ret = 1;
567         }
568         local_irq_restore(flags);
569         return ret;
570 }
571
572 /*
573  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
574  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
575  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
576  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
577  */
578 static void
579 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
580 {
581         /* Did another grace period end? */
582         if (rdp->completed != rnp->completed) {
583
584                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
585                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
586                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
587                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
588
589                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
590                 rdp->completed = rnp->completed;
591         }
592 }
593
594 /*
595  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
596  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
597  * belongs.
598  */
599 static void
600 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
601 {
602         unsigned long flags;
603         struct rcu_node *rnp;
604
605         local_irq_save(flags);
606         rnp = rdp->mynode;
607         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
608             !spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, retry later. */
609                 local_irq_restore(flags);
610                 return;
611         }
612         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
613         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
614 }
615
616 /*
617  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
618  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
619  * this CPU.
620  */
621 static void
622 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
623 {
624         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
625         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
626
627         /*
628          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
629          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
630          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
631          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
632          *
633          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
634          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
635          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
636          * by the next RCU grace period.
637          */
638         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
639         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
640
641         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
642         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
643 }
644
645 /*
646  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
647  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
648  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
649  * be disabled.
650  */
651 static void
652 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
653         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
654 {
655         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
656         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
657
658         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
659                 if (rnp->completed == rsp->completed) {
660                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
661                         return;
662                 }
663                 spin_unlock(&rnp->lock);         /* irqs remain disabled. */
664
665                 /*
666                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
667                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
668                  * of the next grace period to process their callbacks.
669                  */
670                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
671                         spin_lock(&rnp->lock);   /* irqs already disabled. */
672                         rnp->completed = rsp->completed;
673                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
674                 }
675                 local_irq_restore(flags);
676                 return;
677         }
678
679         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
680         rsp->gpnum++;
681         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
682         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
683         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
684         record_gp_stall_check_time(rsp);
685
686         /* Special-case the common single-level case. */
687         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
688                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
689                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
690                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
691                 rnp->completed = rsp->completed;
692                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
693                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
694                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
695                 return;
696         }
697
698         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
699
700
701         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
702         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
703
704         /*
705          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
706          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
707          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
708          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
709          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
710          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
711          * grace period is in progress, at least until the corresponding
712          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
713          * CPU-hotplug operations.
714          *
715          * Note that the grace period cannot complete until we finish
716          * the initialization process, as there will be at least one
717          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
718          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
719          * irqs disabled.
720          */
721         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
722                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
723                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
724                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
725                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
726                 rnp->completed = rsp->completed;
727                 if (rnp == rdp->mynode)
728                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
729                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
730         }
731
732         rnp = rcu_get_root(rsp);
733         spin_lock(&rnp->lock);                  /* irqs already disabled. */
734         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
735         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
736         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
737 }
738
739 /*
740  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
741  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
742  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
743  */
744 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
745         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
746 {
747         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
748         rsp->completed = rsp->gpnum;
749         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
750         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
751 }
752
753 /*
754  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
755  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
756  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
757  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
758  * before return.
759  */
760 static void
761 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
762               unsigned long flags)
763         __releases(rnp->lock)
764 {
765         struct rcu_node *rnp_c;
766
767         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
768         for (;;) {
769                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
770
771                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
772                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
773                         return;
774                 }
775                 rnp->qsmask &= ~mask;
776                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
777
778                         /* Other bits still set at this level, so done. */
779                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
780                         return;
781                 }
782                 mask = rnp->grpmask;
783                 if (rnp->parent == NULL) {
784
785                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
786
787                         break;
788                 }
789                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
790                 rnp_c = rnp;
791                 rnp = rnp->parent;
792                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
793                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
794         }
795
796         /*
797          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
798          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
799          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
800          */
801         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
802 }
803
804 /*
805  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
806  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
807  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
808  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
809  * period!
810  */
811 static void
812 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
813 {
814         unsigned long flags;
815         unsigned long mask;
816         struct rcu_node *rnp;
817
818         rnp = rdp->mynode;
819         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
820         if (lastcomp != rnp->completed) {
821
822                 /*
823                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
824                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
825                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
826                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
827                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
828                  * occurred.
829                  */
830                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
831                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
832                 return;
833         }
834         mask = rdp->grpmask;
835         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
836                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
837         } else {
838                 rdp->qs_pending = 0;
839
840                 /*
841                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
842                  * callbacks can be processed during the next GP.
843                  */
844                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
845
846                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
847         }
848 }
849
850 /*
851  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
852  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
853  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
854  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
855  */
856 static void
857 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
858 {
859         /* If there is now a new grace period, record and return. */
860         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
861                 return;
862
863         /*
864          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
865          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
866          */
867         if (!rdp->qs_pending)
868                 return;
869
870         /*
871          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
872          * period? If no, then exit and wait for the next call.
873          */
874         if (!rdp->passed_quiesc)
875                 return;
876
877         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
878         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
879 }
880
881 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
882
883 /*
884  * Move a dying CPU's RCU callbacks to the ->orphan_cbs_list for the
885  * specified flavor of RCU.  The callbacks will be adopted by the next
886  * _rcu_barrier() invocation or by the CPU_DEAD notifier, whichever
887  * comes first.  Because this is invoked from the CPU_DYING notifier,
888  * irqs are already disabled.
889  */
890 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
891 {
892         int i;
893         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
894
895         if (rdp->nxtlist == NULL)
896                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
897         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
898         *rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxtlist;
899         rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
900         rdp->nxtlist = NULL;
901         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
902                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
903         rsp->orphan_qlen += rdp->qlen;
904         rdp->qlen = 0;
905         spin_unlock(&rsp->onofflock);  /* irqs remain disabled. */
906 }
907
908 /*
909  * Adopt previously orphaned RCU callbacks.
910  */
911 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
912 {
913         unsigned long flags;
914         struct rcu_data *rdp;
915
916         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
917         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
918         if (rsp->orphan_cbs_list == NULL) {
919                 spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
920                 return;
921         }
922         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_list;
923         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_tail;
924         rdp->qlen += rsp->orphan_qlen;
925         rsp->orphan_cbs_list = NULL;
926         rsp->orphan_cbs_tail = &rsp->orphan_cbs_list;
927         rsp->orphan_qlen = 0;
928         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
929 }
930
931 /*
932  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
933  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
934  */
935 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
936 {
937         unsigned long flags;
938         unsigned long mask;
939         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
940         struct rcu_node *rnp;
941
942         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
943         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
944
945         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
946         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
947         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
948         do {
949                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
950                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
951                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
952                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
953                         break;
954                 }
955
956                 /*
957                  * If there was a task blocking the current grace period,
958                  * and if all CPUs have checked in, we need to propagate
959                  * the quiescent state up the rcu_node hierarchy.  But that
960                  * is inconvenient at the moment due to deadlock issues if
961                  * this should end the current grace period.  So set the
962                  * offlined CPU's bit in ->qsmask in order to force the
963                  * next force_quiescent_state() invocation to clean up this
964                  * mess in a deadlock-free manner.
965                  */
966                 if (rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp) && !rnp->qsmask)
967                         rnp->qsmask |= mask;
968
969                 mask = rnp->grpmask;
970                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
971                 rnp = rnp->parent;
972         } while (rnp != NULL);
973
974         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
975
976         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
977 }
978
979 /*
980  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
981  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
982  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
983  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
984  */
985 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
986 {
987         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
988         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
989         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
990 }
991
992 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
993
994 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
995 {
996 }
997
998 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
999 {
1000 }
1001
1002 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1003 {
1004 }
1005
1006 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1007
1008 /*
1009  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1010  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1011  */
1012 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1013 {
1014         unsigned long flags;
1015         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1016         int count;
1017
1018         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1019         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1020                 return;
1021
1022         /*
1023          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1024          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1025          */
1026         local_irq_save(flags);
1027         list = rdp->nxtlist;
1028         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1029         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1030         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1031         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1032                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1033                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1034         local_irq_restore(flags);
1035
1036         /* Invoke callbacks. */
1037         count = 0;
1038         while (list) {
1039                 next = list->next;
1040                 prefetch(next);
1041                 list->func(list);
1042                 list = next;
1043                 if (++count >= rdp->blimit)
1044                         break;
1045         }
1046
1047         local_irq_save(flags);
1048
1049         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1050         rdp->qlen -= count;
1051         if (list != NULL) {
1052                 *tail = rdp->nxtlist;
1053                 rdp->nxtlist = list;
1054                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1055                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1056                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1057                         else
1058                                 break;
1059         }
1060
1061         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1062         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1063                 rdp->blimit = blimit;
1064
1065         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1066         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1067                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1068                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1069         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1070                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1071
1072         local_irq_restore(flags);
1073
1074         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1075         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1076                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1081  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1082  * Also schedule the RCU softirq handler.
1083  *
1084  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1085  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1086  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1087  */
1088 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1089 {
1090         if (!rcu_pending(cpu))
1091                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1092         if (user ||
1093             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1094              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1095
1096                 /*
1097                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1098                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1099                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1100                  * a quiescent state, so note it.
1101                  *
1102                  * No memory barrier is required here because both
1103                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1104                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1105                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1106                  */
1107
1108                 rcu_sched_qs(cpu);
1109                 rcu_bh_qs(cpu);
1110
1111         } else if (!in_softirq()) {
1112
1113                 /*
1114                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1115                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1116                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1117                  * critical section, so note it.
1118                  */
1119
1120                 rcu_bh_qs(cpu);
1121         }
1122         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1123         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1124 }
1125
1126 #ifdef CONFIG_SMP
1127
1128 /*
1129  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1130  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1131  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1132  * because we made it end).
1133  */
1134 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1135                                int (*f)(struct rcu_data *))
1136 {
1137         unsigned long bit;
1138         int cpu;
1139         unsigned long flags;
1140         unsigned long mask;
1141         struct rcu_node *rnp;
1142
1143         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1144                 mask = 0;
1145                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1146                 if (rnp->completed != lastcomp) {
1147                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1148                         return 1;
1149                 }
1150                 if (rnp->qsmask == 0) {
1151                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1152                         continue;
1153                 }
1154                 cpu = rnp->grplo;
1155                 bit = 1;
1156                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1157                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1158                                 mask |= bit;
1159                 }
1160                 if (mask != 0 && rnp->completed == lastcomp) {
1161
1162                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp->lock. */
1163                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags);
1164                         continue;
1165                 }
1166                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1167         }
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1173  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1174  */
1175 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1176 {
1177         unsigned long flags;
1178         long lastcomp;
1179         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1180         u8 signaled;
1181         u8 forcenow;
1182
1183         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1184                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1185         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1186                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1187                 return; /* Someone else is already on the job. */
1188         }
1189         if (relaxed &&
1190             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1191                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1192         rsp->n_force_qs++;
1193         spin_lock(&rnp->lock);
1194         lastcomp = rsp->gpnum - 1;
1195         signaled = rsp->signaled;
1196         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1197         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1198                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1199                 spin_unlock(&rnp->lock);
1200                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1201         }
1202         spin_unlock(&rnp->lock);
1203         switch (signaled) {
1204         case RCU_GP_IDLE:
1205         case RCU_GP_INIT:
1206
1207                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1208
1209         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1210
1211                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1212                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1213
1214                 /* Record dyntick-idle state. */
1215                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1216                                         dyntick_save_progress_counter))
1217                         goto unlock_ret;
1218                 /* fall into next case. */
1219
1220         case RCU_SAVE_COMPLETED:
1221
1222                 /* Update state, record completion counter. */
1223                 forcenow = 0;
1224                 spin_lock(&rnp->lock);
1225                 if (lastcomp + 1 == rsp->gpnum &&
1226                     lastcomp == rsp->completed &&
1227                     rsp->signaled == signaled) {
1228                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1229                         rsp->completed_fqs = lastcomp;
1230                         forcenow = signaled == RCU_SAVE_COMPLETED;
1231                 }
1232                 spin_unlock(&rnp->lock);
1233                 if (!forcenow)
1234                         break;
1235                 /* fall into next case. */
1236
1237         case RCU_FORCE_QS:
1238
1239                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1240                 if (rcu_process_dyntick(rsp, rsp->completed_fqs,
1241                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1242                         goto unlock_ret;
1243
1244                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1245
1246                 break;
1247         }
1248 unlock_ret:
1249         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1250 }
1251
1252 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1253
1254 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1255 {
1256         set_need_resched();
1257 }
1258
1259 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1260
1261 /*
1262  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1263  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1264  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1265  */
1266 static void
1267 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1268 {
1269         unsigned long flags;
1270
1271         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1272
1273         /*
1274          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1275          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1276          */
1277         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1278                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1279
1280         /*
1281          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1282          * period that some other CPU ended.
1283          */
1284         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1285
1286         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1287         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1288
1289         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1290         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1291                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1292                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1293         }
1294
1295         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1296         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Do softirq processing for the current CPU.
1301  */
1302 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1303 {
1304         /*
1305          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1306          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1307          * grace-period manipulations below.
1308          */
1309         smp_mb(); /* See above block comment. */
1310
1311         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1312                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1313         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1314         rcu_preempt_process_callbacks();
1315
1316         /*
1317          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1318          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1319          * grace-period manipulations above.
1320          */
1321         smp_mb(); /* See above block comment. */
1322 }
1323
1324 static void
1325 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1326            struct rcu_state *rsp)
1327 {
1328         unsigned long flags;
1329         struct rcu_data *rdp;
1330
1331         head->func = func;
1332         head->next = NULL;
1333
1334         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1335
1336         /*
1337          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1338          * Note that we might see a beginning right after we see an
1339          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1340          * a quiescent state betweentimes.
1341          */
1342         local_irq_save(flags);
1343         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1344         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1345         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1346
1347         /* Add the callback to our list. */
1348         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1349         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1350
1351         /* Start a new grace period if one not already started. */
1352         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1353                 unsigned long nestflag;
1354                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1355
1356                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1357                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1358         }
1359
1360         /*
1361          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1362          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1363          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1364          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1365          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1366          */
1367         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1368                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1369                 if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1370                     *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1371                         force_quiescent_state(rsp, 0);
1372                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1373                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1374         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1375                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1376         local_irq_restore(flags);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1381  */
1382 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1383 {
1384         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1385 }
1386 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1387
1388 /*
1389  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1390  */
1391 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1392 {
1393         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1394 }
1395 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1396
1397 /*
1398  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1399  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1400  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1401  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1402  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1403  */
1404 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1405 {
1406         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1407
1408         rdp->n_rcu_pending++;
1409
1410         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1411         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1412
1413         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1414         if (rdp->qs_pending) {
1415                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1416                 return 1;
1417         }
1418
1419         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1420         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1421                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1422                 return 1;
1423         }
1424
1425         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1426         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1427                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1428                 return 1;
1429         }
1430
1431         /* Has another RCU grace period completed?  */
1432         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1433                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1434                 return 1;
1435         }
1436
1437         /* Has a new RCU grace period started? */
1438         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1439                 rdp->n_rp_gp_started++;
1440                 return 1;
1441         }
1442
1443         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1444         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1445             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1446                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1447                 return 1;
1448         }
1449
1450         /* nothing to do */
1451         rdp->n_rp_need_nothing++;
1452         return 0;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1457  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1458  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1459  */
1460 static int rcu_pending(int cpu)
1461 {
1462         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1463                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1464                rcu_preempt_pending(cpu);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1469  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1470  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1471  * an exported member of the RCU API.
1472  */
1473 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1474 {
1475         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1476         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1477                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1478                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1479 }
1480
1481 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1482 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1483 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1484 static struct completion rcu_barrier_completion;
1485
1486 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1487 {
1488         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1489                 complete(&rcu_barrier_completion);
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1494  */
1495 static void rcu_barrier_func(void *type)
1496 {
1497         int cpu = smp_processor_id();
1498         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1499         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1500                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1501
1502         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1503         call_rcu_func = type;
1504         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1509  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1510  */
1511 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1512                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1513                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1514 {
1515         BUG_ON(in_interrupt());
1516         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1517         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1518         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1519         /*
1520          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1521          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1522          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1523          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1524          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1525          * did their increment, causing this function to return too
1526          * early.
1527          */
1528         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1529         preempt_disable(); /* stop CPU_DYING from filling orphan_cbs_list */
1530         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1531         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1532         preempt_enable(); /* CPU_DYING can again fill orphan_cbs_list */
1533         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1534                 complete(&rcu_barrier_completion);
1535         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1536         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1537 }
1538
1539 /**
1540  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1541  */
1542 void rcu_barrier_bh(void)
1543 {
1544         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1545 }
1546 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1547
1548 /**
1549  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1550  */
1551 void rcu_barrier_sched(void)
1552 {
1553         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1554 }
1555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1556
1557 /*
1558  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1559  */
1560 static void __init
1561 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1562 {
1563         unsigned long flags;
1564         int i;
1565         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1566         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1567
1568         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1569         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1570         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1571         rdp->nxtlist = NULL;
1572         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1573                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1574         rdp->qlen = 0;
1575 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1576         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1577 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1578         rdp->cpu = cpu;
1579         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1584  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1585  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1586  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1587  */
1588 static void __cpuinit
1589 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1590 {
1591         unsigned long flags;
1592         unsigned long mask;
1593         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1594         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1595
1596         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1597         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1598         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1599         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1600         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1601         rdp->preemptable = preemptable;
1602         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1603         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1604         rdp->blimit = blimit;
1605         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1606
1607         /*
1608          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1609          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1610          */
1611
1612         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1613         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1614
1615         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1616         rnp = rdp->mynode;
1617         mask = rdp->grpmask;
1618         do {
1619                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1620                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1621                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1622                 mask = rnp->grpmask;
1623                 if (rnp == rdp->mynode) {
1624                         rdp->gpnum = rnp->completed; /* if GP in progress... */
1625                         rdp->completed = rnp->completed;
1626                         rdp->passed_quiesc_completed = rnp->completed - 1;
1627                 }
1628                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1629                 rnp = rnp->parent;
1630         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1631
1632         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1633 }
1634
1635 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1636 {
1637         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1638         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1639         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Handle CPU online/offline notification events.
1644  */
1645 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1646                              unsigned long action, void *hcpu)
1647 {
1648         long cpu = (long)hcpu;
1649
1650         switch (action) {
1651         case CPU_UP_PREPARE:
1652         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1653                 rcu_online_cpu(cpu);
1654                 break;
1655         case CPU_DYING:
1656         case CPU_DYING_FROZEN:
1657                 /*
1658                  * preempt_disable() in _rcu_barrier() prevents stop_machine(),
1659                  * so when "on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)type, 1);"
1660                  * returns, all online cpus have queued rcu_barrier_func().
1661                  * The dying CPU clears its cpu_online_mask bit and
1662                  * moves all of its RCU callbacks to ->orphan_cbs_list
1663                  * in the context of stop_machine(), so subsequent calls
1664                  * to _rcu_barrier() will adopt these callbacks and only
1665                  * then queue rcu_barrier_func() on all remaining CPUs.
1666                  */
1667                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_bh_state);
1668                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_sched_state);
1669                 rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage();
1670                 break;
1671         case CPU_DEAD:
1672         case CPU_DEAD_FROZEN:
1673         case CPU_UP_CANCELED:
1674         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1675                 rcu_offline_cpu(cpu);
1676                 break;
1677         default:
1678                 break;
1679         }
1680         return NOTIFY_OK;
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1685  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1686  */
1687 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1688 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1689 {
1690         int i;
1691
1692         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1693                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1694 }
1695 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1696 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1697 {
1698         int ccur;
1699         int cprv;
1700         int i;
1701
1702         cprv = NR_CPUS;
1703         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1704                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1705                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1706                 cprv = ccur;
1707         }
1708 }
1709 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1710
1711 /*
1712  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1713  */
1714 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1715 {
1716         int cpustride = 1;
1717         int i;
1718         int j;
1719         struct rcu_node *rnp;
1720
1721         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1722
1723         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1724                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1725         rcu_init_levelspread(rsp);
1726
1727         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1728
1729         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1730                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1731                 rnp = rsp->level[i];
1732                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1733                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1734                         rnp->gpnum = 0;
1735                         rnp->qsmask = 0;
1736                         rnp->qsmaskinit = 0;
1737                         rnp->grplo = j * cpustride;
1738                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1739                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1740                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1741                         if (i == 0) {
1742                                 rnp->grpnum = 0;
1743                                 rnp->grpmask = 0;
1744                                 rnp->parent = NULL;
1745                         } else {
1746                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1747                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1748                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1749                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1750                         }
1751                         rnp->level = i;
1752                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1753                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1754                 }
1755         }
1756         lockdep_set_class(&rcu_get_root(rsp)->lock, &rcu_root_class);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1761  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1762  * structure.
1763  */
1764 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1765 do { \
1766         int i; \
1767         int j; \
1768         struct rcu_node *rnp; \
1769         \
1770         rcu_init_one(rsp); \
1771         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1772         j = 0; \
1773         for_each_possible_cpu(i) { \
1774                 if (i > rnp[j].grphi) \
1775                         j++; \
1776                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1777                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1778                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1779         } \
1780 } while (0)
1781
1782 void __init __rcu_init(void)
1783 {
1784         rcu_bootup_announce();
1785 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1786         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1787 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1788         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1789         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1790         __rcu_init_preempt();
1791         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1792 }
1793
1794 #include "rcutree_plugin.h"