rcu: Tone down debugging during boot-up and shutdown.
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79 }
80
81 struct rcu_state rcu_sched_state =
82         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
90
91 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
92 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
93 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
94 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
95 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
96         NUM_RCU_LVL_0,
97         NUM_RCU_LVL_1,
98         NUM_RCU_LVL_2,
99         NUM_RCU_LVL_3,
100         NUM_RCU_LVL_4,
101 };
102 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
106  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
107  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
108  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
109  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
110  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
111  * positives from lockdep-RCU error checking.
112  */
113 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
118  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
119  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
120  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
121  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
122  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
123  *
124  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
125  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
126  * a time.
127  */
128 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
129
130 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
131
132 /*
133  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
134  * handle all flavors of RCU.
135  */
136 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
139 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
140
141 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
142
143 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
144 static void invoke_rcu_core(void);
145 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
146
147 /*
148  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
149  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
150  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
151  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
152  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
153  * These variables enable correlating rcutorture output with the
154  * RCU tracing information.
155  */
156 unsigned long rcutorture_testseq;
157 unsigned long rcutorture_vernum;
158
159 /*
160  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
161  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
162  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
163  */
164 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
165 {
166         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
167 }
168
169 /*
170  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
171  * how many quiescent states passed, just if there was at least
172  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
173  * The caller must have disabled preemption.
174  */
175 void rcu_sched_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
178
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         if (rdp->passed_quiesce == 0)
189                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
190         rdp->passed_quiesce = 1;
191 }
192
193 /*
194  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
195  * and requires special handling for preemptible RCU.
196  * The caller must have disabled preemption.
197  */
198 void rcu_note_context_switch(int cpu)
199 {
200         trace_rcu_utilization("Start context switch");
201         rcu_sched_qs(cpu);
202         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
203         trace_rcu_utilization("End context switch");
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
206
207 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
208         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
209         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
210 };
211
212 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
213 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
214 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
215
216 module_param(blimit, long, 0444);
217 module_param(qhimark, long, 0444);
218 module_param(qlowmark, long, 0444);
219
220 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
221 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222
223 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
224 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
225
226 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
227 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
228 static int rcu_pending(int cpu);
229
230 /*
231  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
232  */
233 long rcu_batches_completed_sched(void)
234 {
235         return rcu_sched_state.completed;
236 }
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
238
239 /*
240  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
241  */
242 long rcu_batches_completed_bh(void)
243 {
244         return rcu_bh_state.completed;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
247
248 /*
249  * Force a quiescent state for RCU BH.
250  */
251 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
252 {
253         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
256
257 /*
258  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
259  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
260  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
261  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
262  * store this state in rcutorture itself.
263  */
264 void rcutorture_record_test_transition(void)
265 {
266         rcutorture_testseq++;
267         rcutorture_vernum = 0;
268 }
269 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
270
271 /*
272  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
273  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
274  * messages.
275  */
276 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
277 {
278         rcutorture_vernum++;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
281
282 /*
283  * Force a quiescent state for RCU-sched.
284  */
285 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
286 {
287         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
290
291 /*
292  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
293  */
294 static int
295 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
296 {
297         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
298                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
299 }
300
301 /*
302  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
303  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
304  * normal callback registry.
305  */
306 static int
307 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
308 {
309         int i;
310
311         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
312                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
313         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
314                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
315         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
316                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
317         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
318                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
319                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
320                                  rdp->nxtcompleted[i]))
321                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
322         return 0; /* No grace period needed. */
323 }
324
325 /*
326  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
327  */
328 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
329 {
330         return &rsp->node[0];
331 }
332
333 /*
334  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
335  *
336  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
337  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
338  * The caller must have disabled interrupts.
339  */
340 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
341                                 bool user)
342 {
343         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
344         if (!user && !is_idle_task(current)) {
345                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
346
347                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
348                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
349                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
350                           current->pid, current->comm,
351                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
352         }
353         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
354         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
355         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
356         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
357         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
358         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
359
360         /*
361          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
362          * in an RCU read-side critical section.
363          */
364         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
365                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
366         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
367                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
368         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
369                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
370 }
371
372 /*
373  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
374  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
375  */
376 static void rcu_eqs_enter(bool user)
377 {
378         long long oldval;
379         struct rcu_dynticks *rdtp;
380
381         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
382         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
383         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
384         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
385                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
386         else
387                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
388         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
389 }
390
391 /**
392  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
393  *
394  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
395  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
396  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
397  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
398  *
399  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
400  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
401  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
402  */
403 void rcu_idle_enter(void)
404 {
405         unsigned long flags;
406
407         local_irq_save(flags);
408         rcu_eqs_enter(false);
409         local_irq_restore(flags);
410 }
411 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
412
413 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
414 /**
415  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
416  *
417  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
418  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
419  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
420  * when the CPU runs in userspace.
421  */
422 void rcu_user_enter(void)
423 {
424         rcu_eqs_enter(1);
425 }
426
427 /**
428  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
429  * after the current irq returns.
430  *
431  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
432  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
433  * returns.
434  */
435 void rcu_user_enter_after_irq(void)
436 {
437         unsigned long flags;
438         struct rcu_dynticks *rdtp;
439
440         local_irq_save(flags);
441         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
442         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
443         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
444         rdtp->dynticks_nesting = 1;
445         local_irq_restore(flags);
446 }
447 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
448
449 /**
450  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
451  *
452  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
453  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
454  * sections can occur.
455  *
456  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
457  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
458  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
459  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
460  *
461  * Use things like work queues to work around this limitation.
462  *
463  * You have been warned.
464  */
465 void rcu_irq_exit(void)
466 {
467         unsigned long flags;
468         long long oldval;
469         struct rcu_dynticks *rdtp;
470
471         local_irq_save(flags);
472         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
473         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
474         rdtp->dynticks_nesting--;
475         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
476         if (rdtp->dynticks_nesting)
477                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
478         else
479                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
480         local_irq_restore(flags);
481 }
482
483 /*
484  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
485  *
486  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
487  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
488  * The caller must have disabled interrupts.
489  */
490 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
491                                int user)
492 {
493         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
494         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
495         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
496         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
497         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
498         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
499         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
500         if (!user && !is_idle_task(current)) {
501                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
502
503                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
504                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
505                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
506                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
507                           current->pid, current->comm,
508                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
509         }
510 }
511
512 /*
513  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
514  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
515  */
516 static void rcu_eqs_exit(bool user)
517 {
518         struct rcu_dynticks *rdtp;
519         long long oldval;
520
521         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
522         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
523         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
524         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
525                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
526         else
527                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
528         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
529 }
530
531 /**
532  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
533  *
534  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
535  * read-side critical sections can occur.
536  *
537  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
538  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
539  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
540  * now starting.
541  */
542 void rcu_idle_exit(void)
543 {
544         unsigned long flags;
545
546         local_irq_save(flags);
547         rcu_eqs_exit(false);
548         local_irq_restore(flags);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
551
552 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
553 /**
554  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
555  *
556  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
557  * run a RCU read side critical section anytime.
558  */
559 void rcu_user_exit(void)
560 {
561         rcu_eqs_exit(1);
562 }
563
564 /**
565  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
566  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
567  *
568  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
569  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
570  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
571  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
572  */
573 void rcu_user_exit_after_irq(void)
574 {
575         unsigned long flags;
576         struct rcu_dynticks *rdtp;
577
578         local_irq_save(flags);
579         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
580         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
581         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
582         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
583         local_irq_restore(flags);
584 }
585 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
586
587 /**
588  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
589  *
590  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
591  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
592  * sections can occur.
593  *
594  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
595  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
596  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
597  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
598  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
599  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
600  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
601  *
602  * Use things like work queues to work around this limitation.
603  *
604  * You have been warned.
605  */
606 void rcu_irq_enter(void)
607 {
608         unsigned long flags;
609         struct rcu_dynticks *rdtp;
610         long long oldval;
611
612         local_irq_save(flags);
613         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
614         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
615         rdtp->dynticks_nesting++;
616         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
617         if (oldval)
618                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
619         else
620                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
621         local_irq_restore(flags);
622 }
623
624 /**
625  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
626  *
627  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
628  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
629  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
630  */
631 void rcu_nmi_enter(void)
632 {
633         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
634
635         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
636             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
637                 return;
638         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
639         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
640         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
641         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
642         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
643         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
644 }
645
646 /**
647  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
648  *
649  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
650  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
651  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
652  */
653 void rcu_nmi_exit(void)
654 {
655         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
656
657         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
658             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
659                 return;
660         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
661         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
662         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
663         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
664         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
665 }
666
667 /**
668  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
669  *
670  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
671  * or NMI handler, return true.
672  */
673 int rcu_is_cpu_idle(void)
674 {
675         int ret;
676
677         preempt_disable();
678         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
679         preempt_enable();
680         return ret;
681 }
682 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
683
684 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
685
686 /*
687  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
688  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
689  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
690  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
691  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
692  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
693  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
694  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
695  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
696  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
697  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
698  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
699  * notifiers.
700  *
701  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
702  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
703  *
704  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
705  * errors from NMI handlers anyway.
706  */
707 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
708 {
709         struct rcu_data *rdp;
710         struct rcu_node *rnp;
711         bool ret;
712
713         if (in_nmi())
714                 return 1;
715         preempt_disable();
716         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
717         rnp = rdp->mynode;
718         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
719               !rcu_scheduler_fully_active;
720         preempt_enable();
721         return ret;
722 }
723 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
724
725 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
726
727 /**
728  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
729  *
730  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
731  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
732  * disabled preemption.
733  */
734 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
735 {
736         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
737 }
738
739 /*
740  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
741  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
742  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
743  */
744 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
745 {
746         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
747         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
748 }
749
750 /*
751  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
752  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
753  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
754  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
755  */
756 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
757 {
758         unsigned int curr;
759         unsigned int snap;
760
761         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
762         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
763
764         /*
765          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
766          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
767          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
768          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
769          * read-side critical section that started before the beginning
770          * of the current RCU grace period.
771          */
772         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
773                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
774                 rdp->dynticks_fqs++;
775                 return 1;
776         }
777
778         /*
779          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
780          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
781          * state: If we see it offline even once, it has been through a
782          * quiescent state.
783          *
784          * The reason for insisting that the grace period be at least
785          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
786          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
787          * sections.
788          */
789         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
790                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
791         barrier();
792         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
793                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
794                 rdp->offline_fqs++;
795                 return 1;
796         }
797         return 0;
798 }
799
800 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
801 {
802         rsp->gp_start = jiffies;
803         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
804 }
805
806 /*
807  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
808  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
809  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
810  * printed by the target CPU.
811  */
812 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
813 {
814         int cpu;
815         unsigned long flags;
816         struct rcu_node *rnp;
817
818         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
819                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
820                 if (rnp->qsmask != 0) {
821                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
822                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
823                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
824                 }
825                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
826         }
827 }
828
829 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
830 {
831         int cpu;
832         long delta;
833         unsigned long flags;
834         int ndetected = 0;
835         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
836         long totqlen = 0;
837
838         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
839
840         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
841         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
842         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
843                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
844                 return;
845         }
846         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
847         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
848
849         /*
850          * OK, time to rat on our buddy...
851          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
852          * RCU CPU stall warnings.
853          */
854         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
855                rsp->name);
856         print_cpu_stall_info_begin();
857         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
858                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
859                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
860                 if (rnp->qsmask != 0) {
861                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
862                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
863                                         print_cpu_stall_info(rsp,
864                                                              rnp->grplo + cpu);
865                                         ndetected++;
866                                 }
867                 }
868                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
869         }
870
871         /*
872          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
873          * due to CPU offlining.
874          */
875         rnp = rcu_get_root(rsp);
876         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
877         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
878         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
879
880         print_cpu_stall_info_end();
881         for_each_possible_cpu(cpu)
882                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
883         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
884                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
885                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
886         if (ndetected == 0)
887                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
888         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
889                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
890
891         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
892
893         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
894
895         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
896 }
897
898 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
899 {
900         int cpu;
901         unsigned long flags;
902         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
903         long totqlen = 0;
904
905         /*
906          * OK, time to rat on ourselves...
907          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
908          * RCU CPU stall warnings.
909          */
910         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
911         print_cpu_stall_info_begin();
912         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
913         print_cpu_stall_info_end();
914         for_each_possible_cpu(cpu)
915                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
916         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
917                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
918         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
919                 dump_stack();
920
921         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
922         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
923                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
924                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
925         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
926
927         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
928 }
929
930 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
931 {
932         unsigned long j;
933         unsigned long js;
934         struct rcu_node *rnp;
935
936         if (rcu_cpu_stall_suppress)
937                 return;
938         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
939         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
940         rnp = rdp->mynode;
941         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
942             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
943
944                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
945                 print_cpu_stall(rsp);
946
947         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
948                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
949
950                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
951                 print_other_cpu_stall(rsp);
952         }
953 }
954
955 /**
956  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
957  *
958  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
959  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
960  * RCU grace periods.
961  *
962  * The caller must disable hard irqs.
963  */
964 void rcu_cpu_stall_reset(void)
965 {
966         struct rcu_state *rsp;
967
968         for_each_rcu_flavor(rsp)
969                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
970 }
971
972 /*
973  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
974  * This is used both when we started the grace period and when we notice
975  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
976  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
977  *  and must have irqs disabled.
978  */
979 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
980 {
981         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
982                 /*
983                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
984                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
985                  * go looking for one.
986                  */
987                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
988                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
989                 rdp->passed_quiesce = 0;
990                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
991                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
992         }
993 }
994
995 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
996 {
997         unsigned long flags;
998         struct rcu_node *rnp;
999
1000         local_irq_save(flags);
1001         rnp = rdp->mynode;
1002         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1003             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1004                 local_irq_restore(flags);
1005                 return;
1006         }
1007         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1008         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1013  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1014  * on the CPU corresponding to rdp.
1015  */
1016 static int
1017 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1018 {
1019         unsigned long flags;
1020         int ret = 0;
1021
1022         local_irq_save(flags);
1023         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1024                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1025                 ret = 1;
1026         }
1027         local_irq_restore(flags);
1028         return ret;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1033  */
1034 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1035 {
1036         int i;
1037
1038         rdp->nxtlist = NULL;
1039         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1040                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1041         init_nocb_callback_list(rdp);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1046  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1047  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1048  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1049  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1050  *
1051  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1052  */
1053 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1054                                        struct rcu_node *rnp)
1055 {
1056         /*
1057          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1058          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1059          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1060          * period might have started, but just not yet gotten around
1061          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1062          */
1063         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1064                 return rnp->completed + 1;
1065
1066         /*
1067          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1068          * then the subsequent full grace period.
1069          */
1070         return rnp->completed + 2;
1071 }
1072
1073 /*
1074  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1075  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1076  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1077  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1078  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1079  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1080  * not hurt to call it repeatedly.
1081  *
1082  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1083  */
1084 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1085                                struct rcu_data *rdp)
1086 {
1087         unsigned long c;
1088         int i;
1089
1090         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1091         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1092                 return;
1093
1094         /*
1095          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1096          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1097          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1098          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1099          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1100          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1101          *
1102          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1103          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1104          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1105          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1106          * been assigned a ->completed number.
1107          */
1108         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1109         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1110                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1111                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1112                         break;
1113
1114         /*
1115          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1116          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1117          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1118          * be grouped into.
1119          */
1120         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1121                 return;
1122
1123         /*
1124          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1125          * full grace period and group them all in the sublist initially
1126          * indexed by "i".
1127          */
1128         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1129                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1130                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1131         }
1132
1133         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1134         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1135                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1136         else
1137                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1142  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1143  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1144  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1145  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1146  *
1147  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1148  */
1149 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1150                             struct rcu_data *rdp)
1151 {
1152         int i, j;
1153
1154         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1155         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1156                 return;
1157
1158         /*
1159          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1160          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1161          */
1162         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1163                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1164                         break;
1165                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1166         }
1167         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1168         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1169                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1170
1171         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1172         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1173                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1174                         break;
1175                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1176                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1177         }
1178
1179         /* Classify any remaining callbacks. */
1180         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1185  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1186  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1187  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1188  */
1189 static void
1190 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1191 {
1192         /* Did another grace period end? */
1193         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1194
1195                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1196                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1197
1198         } else {
1199
1200                 /* Advance callbacks. */
1201                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1202
1203                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1204                 rdp->completed = rnp->completed;
1205                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1206
1207                 /*
1208                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1209                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1210                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1211                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1212                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1213                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1214                  * states we found for the old GP are now invalid.
1215                  */
1216                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1217                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1218                         rdp->passed_quiesce = 0;
1219                 }
1220
1221                 /*
1222                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1223                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1224                  */
1225                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1226                         rdp->qs_pending = 0;
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1232  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1233  * belongs.
1234  */
1235 static void
1236 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1237 {
1238         unsigned long flags;
1239         struct rcu_node *rnp;
1240
1241         local_irq_save(flags);
1242         rnp = rdp->mynode;
1243         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1244             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1245                 local_irq_restore(flags);
1246                 return;
1247         }
1248         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1249         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1254  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1255  * this CPU.
1256  */
1257 static void
1258 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1259 {
1260         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1261         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1262
1263         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1264         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Initialize a new grace period.
1269  */
1270 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1271 {
1272         struct rcu_data *rdp;
1273         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1274
1275         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1276         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1277
1278         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1279                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1280                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1281                 return 0;
1282         }
1283
1284         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1285         rsp->gpnum++;
1286         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1287         record_gp_stall_check_time(rsp);
1288         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1289
1290         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1291         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1292
1293         /*
1294          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1295          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1296          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1297          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1298          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1299          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1300          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1301          * CPU-hotplug operations.
1302          *
1303          * The grace period cannot complete until the initialization
1304          * process finishes, because this kthread handles both.
1305          */
1306         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1307                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1308                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1309                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1310                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1311                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1312                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1313                 rnp->completed = rsp->completed;
1314                 if (rnp == rdp->mynode)
1315                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1316                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1317                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1318                                             rnp->level, rnp->grplo,
1319                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1320                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1321 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1322                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0 &&
1323                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1324                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1325 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1326                 cond_resched();
1327         }
1328
1329         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1330         return 1;
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Do one round of quiescent-state forcing.
1335  */
1336 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1337 {
1338         int fqs_state = fqs_state_in;
1339         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1340
1341         rsp->n_force_qs++;
1342         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1343                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1344                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1345                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1346         } else {
1347                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1348                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1349         }
1350         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1351         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1352                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1353                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1354                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1355         }
1356         return fqs_state;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * Clean up after the old grace period.
1361  */
1362 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1363 {
1364         unsigned long gp_duration;
1365         struct rcu_data *rdp;
1366         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1367
1368         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1369         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1370         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1371                 rsp->gp_max = gp_duration;
1372
1373         /*
1374          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1375          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1376          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1377          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1378          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1379          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1380          */
1381         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1382
1383         /*
1384          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1385          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1386          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1387          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1388          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1389          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1390          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1391          */
1392         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1393                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1394                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1395                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1396                 cond_resched();
1397         }
1398         rnp = rcu_get_root(rsp);
1399         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1400
1401         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1402         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1403         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1404         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1405         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1406                 rsp->gp_flags = 1;
1407         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Body of kthread that handles grace periods.
1412  */
1413 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1414 {
1415         int fqs_state;
1416         unsigned long j;
1417         int ret;
1418         struct rcu_state *rsp = arg;
1419         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1420
1421         for (;;) {
1422
1423                 /* Handle grace-period start. */
1424                 for (;;) {
1425                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1426                                                  rsp->gp_flags &
1427                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1428                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1429                             rcu_gp_init(rsp))
1430                                 break;
1431                         cond_resched();
1432                         flush_signals(current);
1433                 }
1434
1435                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1436                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1437                 j = jiffies_till_first_fqs;
1438                 if (j > HZ) {
1439                         j = HZ;
1440                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1441                 }
1442                 for (;;) {
1443                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1444                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1445                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1446                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1447                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1448                                         j);
1449                         /* If grace period done, leave loop. */
1450                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1451                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1452                                 break;
1453                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1454                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1455                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1456                                 cond_resched();
1457                         } else {
1458                                 /* Deal with stray signal. */
1459                                 cond_resched();
1460                                 flush_signals(current);
1461                         }
1462                         j = jiffies_till_next_fqs;
1463                         if (j > HZ) {
1464                                 j = HZ;
1465                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1466                         } else if (j < 1) {
1467                                 j = 1;
1468                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1469                         }
1470                 }
1471
1472                 /* Handle grace-period end. */
1473                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1474         }
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1479  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1480  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1481  * be disabled.
1482  *
1483  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1484  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1485  * quiescent state.
1486  */
1487 static void
1488 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1489         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1490 {
1491         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1492         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1493
1494         if (!rsp->gp_kthread ||
1495             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1496                 /*
1497                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1498                  * task, this CPU does not need another grace period,
1499                  * or a grace period is already in progress.
1500                  * Either way, don't start a new grace period.
1501                  */
1502                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1503                 return;
1504         }
1505
1506         /*
1507          * Because there is no grace period in progress right now,
1508          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1509          * by the next grace period.  So this is a good place to
1510          * assign a grace period number to recently posted callbacks.
1511          */
1512         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1513
1514         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1515         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1516
1517         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1518         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1519         local_irq_restore(flags);
1520
1521         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1522         wake_up(&rsp->gp_wq);
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1527  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1528  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1529  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1530  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1531  */
1532 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1533         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1534 {
1535         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1536         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1537         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1542  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1543  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1544  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1545  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1546  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1547  */
1548 static void
1549 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1550                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1551         __releases(rnp->lock)
1552 {
1553         struct rcu_node *rnp_c;
1554
1555         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1556         for (;;) {
1557                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1558
1559                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1560                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1561                         return;
1562                 }
1563                 rnp->qsmask &= ~mask;
1564                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1565                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1566                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1567                                                  !!rnp->gp_tasks);
1568                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1569
1570                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1571                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1572                         return;
1573                 }
1574                 mask = rnp->grpmask;
1575                 if (rnp->parent == NULL) {
1576
1577                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1578
1579                         break;
1580                 }
1581                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1582                 rnp_c = rnp;
1583                 rnp = rnp->parent;
1584                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1585                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1586         }
1587
1588         /*
1589          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1590          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1591          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1592          */
1593         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1598  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1599  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1600  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1601  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1602  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1603  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1604  */
1605 static void
1606 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1607 {
1608         unsigned long flags;
1609         unsigned long mask;
1610         struct rcu_node *rnp;
1611
1612         rnp = rdp->mynode;
1613         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1614         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1615             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1616
1617                 /*
1618                  * The grace period in which this quiescent state was
1619                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1620                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1621                  * within the current grace period.
1622                  */
1623                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1624                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1625                 return;
1626         }
1627         mask = rdp->grpmask;
1628         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1629                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1630         } else {
1631                 rdp->qs_pending = 0;
1632
1633                 /*
1634                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1635                  * callbacks can be processed during the next GP.
1636                  */
1637                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1638
1639                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1640         }
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1645  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1646  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1647  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1648  */
1649 static void
1650 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1651 {
1652         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1653         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1654                 return;
1655
1656         /*
1657          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1658          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1659          */
1660         if (!rdp->qs_pending)
1661                 return;
1662
1663         /*
1664          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1665          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1666          */
1667         if (!rdp->passed_quiesce)
1668                 return;
1669
1670         /*
1671          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1672          * judge of that).
1673          */
1674         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1675 }
1676
1677 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1678
1679 /*
1680  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1681  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1682  * ->orphan_lock.
1683  */
1684 static void
1685 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1686                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1687 {
1688         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1689         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1690                 return;
1691
1692         /*
1693          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1694          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1695          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1696          */
1697         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1698                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1699                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1700                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1701                 rdp->qlen_lazy = 0;
1702                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1703         }
1704
1705         /*
1706          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1707          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1708          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1709          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1710          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1711          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1712          * we just reset the whole thing later on.
1713          */
1714         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1715                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1716                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1717                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1718         }
1719
1720         /*
1721          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1722          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1723          * required to pass though another grace period: They are done.
1724          */
1725         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1726                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1727                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1728         }
1729
1730         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1731         init_callback_list(rdp);
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1736  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1737  */
1738 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1739 {
1740         int i;
1741         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1742
1743         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1744         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1745                 return;
1746
1747         /* Do the accounting first. */
1748         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1749         rdp->qlen += rsp->qlen;
1750         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1751         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1752                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1753         rsp->qlen_lazy = 0;
1754         rsp->qlen = 0;
1755
1756         /*
1757          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1758          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1759          * we are the task doing the rcu_barrier().
1760          */
1761
1762         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1763         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1764                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1765                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1766                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1767                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1768                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1769                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1770                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1771         }
1772
1773         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1774         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1775                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1776                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1777                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1778                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1779         }
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1784  */
1785 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1786 {
1787         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1788         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1789         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1790
1791         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1792         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1793                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1794                                "cpuofl");
1795 }
1796
1797 /*
1798  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1799  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1800  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1801  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1802  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1803  */
1804 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1805 {
1806         unsigned long flags;
1807         unsigned long mask;
1808         int need_report = 0;
1809         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1810         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1811
1812         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1813         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1814
1815         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1816
1817         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1818         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1819         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1820
1821         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1822         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1823         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1824
1825         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1826         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1827         do {
1828                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1829                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1830                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1831                         if (rnp != rdp->mynode)
1832                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1833                         break;
1834                 }
1835                 if (rnp == rdp->mynode)
1836                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1837                 else
1838                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1839                 mask = rnp->grpmask;
1840                 rnp = rnp->parent;
1841         } while (rnp != NULL);
1842
1843         /*
1844          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1845          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1846          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1847          * held leads to deadlock.
1848          */
1849         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1850         rnp = rdp->mynode;
1851         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1852                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1853         else
1854                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1855         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1856                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1857         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1858                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1859                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1860         init_callback_list(rdp);
1861         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1862         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1863         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1864 }
1865
1866 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1867
1868 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1869 {
1870 }
1871
1872 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1873 {
1874 }
1875
1876 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1877
1878 /*
1879  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1880  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1881  */
1882 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1883 {
1884         unsigned long flags;
1885         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1886         long bl, count, count_lazy;
1887         int i;
1888
1889         /* If no callbacks are ready, just return. */
1890         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1891                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1892                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1893                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1894                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1895                 return;
1896         }
1897
1898         /*
1899          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1900          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1901          */
1902         local_irq_save(flags);
1903         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1904         bl = rdp->blimit;
1905         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1906         list = rdp->nxtlist;
1907         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1908         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1909         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1910         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1911                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1912                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1913         local_irq_restore(flags);
1914
1915         /* Invoke callbacks. */
1916         count = count_lazy = 0;
1917         while (list) {
1918                 next = list->next;
1919                 prefetch(next);
1920                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1921                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1922                         count_lazy++;
1923                 list = next;
1924                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1925                 if (++count >= bl &&
1926                     (need_resched() ||
1927                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1928                         break;
1929         }
1930
1931         local_irq_save(flags);
1932         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1933                             is_idle_task(current),
1934                             rcu_is_callbacks_kthread());
1935
1936         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1937         if (list != NULL) {
1938                 *tail = rdp->nxtlist;
1939                 rdp->nxtlist = list;
1940                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1941                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1942                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1943                         else
1944                                 break;
1945         }
1946         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1947         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1948         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1949         rdp->n_cbs_invoked += count;
1950
1951         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1952         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1953                 rdp->blimit = blimit;
1954
1955         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1956         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1957                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1958                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1959         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1960                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1961         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1962
1963         local_irq_restore(flags);
1964
1965         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1966         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1967                 invoke_rcu_core();
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1972  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1973  * Also schedule RCU core processing.
1974  *
1975  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1976  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1977  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1978  */
1979 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1980 {
1981         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1982         increment_cpu_stall_ticks();
1983         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1984
1985                 /*
1986                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1987                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1988                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1989                  * a quiescent state, so note it.
1990                  *
1991                  * No memory barrier is required here because both
1992                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1993                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1994                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1995                  */
1996
1997                 rcu_sched_qs(cpu);
1998                 rcu_bh_qs(cpu);
1999
2000         } else if (!in_softirq()) {
2001
2002                 /*
2003                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2004                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2005                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2006                  * critical section, so note it.
2007                  */
2008
2009                 rcu_bh_qs(cpu);
2010         }
2011         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2012         if (rcu_pending(cpu))
2013                 invoke_rcu_core();
2014         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2019  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2020  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2021  *
2022  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2023  */
2024 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2025 {
2026         unsigned long bit;
2027         int cpu;
2028         unsigned long flags;
2029         unsigned long mask;
2030         struct rcu_node *rnp;
2031
2032         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2033                 cond_resched();
2034                 mask = 0;
2035                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2036                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2037                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2038                         return;
2039                 }
2040                 if (rnp->qsmask == 0) {
2041                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2042                         continue;
2043                 }
2044                 cpu = rnp->grplo;
2045                 bit = 1;
2046                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2047                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2048                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2049                                 mask |= bit;
2050                 }
2051                 if (mask != 0) {
2052
2053                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2054                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2055                         continue;
2056                 }
2057                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2058         }
2059         rnp = rcu_get_root(rsp);
2060         if (rnp->qsmask == 0) {
2061                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2062                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2063         }
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2068  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2069  */
2070 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2071 {
2072         unsigned long flags;
2073         bool ret;
2074         struct rcu_node *rnp;
2075         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2076
2077         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2078         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2079         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2080                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2081                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2082                 if (rnp_old != NULL)
2083                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2084                 if (ret) {
2085                         rsp->n_force_qs_lh++;
2086                         return;
2087                 }
2088                 rnp_old = rnp;
2089         }
2090         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2091
2092         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2093         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2094         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2095         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2096                 rsp->n_force_qs_lh++;
2097                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2098                 return;  /* Someone beat us to it. */
2099         }
2100         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2101         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2102         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2103 }
2104
2105 /*
2106  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2107  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2108  * whom the rdp belongs.
2109  */
2110 static void
2111 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2112 {
2113         unsigned long flags;
2114         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2115
2116         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2117
2118         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2119         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2120
2121         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2122         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2123
2124         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2125         local_irq_save(flags);
2126         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2127                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2128                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2129         } else {
2130                 local_irq_restore(flags);
2131         }
2132
2133         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2134         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2135                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Do RCU core processing for the current CPU.
2140  */
2141 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2142 {
2143         struct rcu_state *rsp;
2144
2145         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2146                 return;
2147         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2148         for_each_rcu_flavor(rsp)
2149                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2150         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2155  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2156  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2157  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2158  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2159  */
2160 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2161 {
2162         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2163                 return;
2164         if (likely(!rsp->boost)) {
2165                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2166                 return;
2167         }
2168         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2169 }
2170
2171 static void invoke_rcu_core(void)
2172 {
2173         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2174                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2179  */
2180 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2181                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2182 {
2183         /*
2184          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2185          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2186          */
2187         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2188                 invoke_rcu_core();
2189
2190         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2191         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2192                 return;
2193
2194         /*
2195          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2196          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2197          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2198          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2199          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2200          */
2201         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2202
2203                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2204                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2205                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2206
2207                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2208                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2209                         unsigned long nestflag;
2210                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2211
2212                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2213                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2214                 } else {
2215                         /* Give the grace period a kick. */
2216                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2217                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2218                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2219                                 force_quiescent_state(rsp);
2220                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2221                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2222                 }
2223         }
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2228  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2229  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2230  * is expected to specify a CPU.
2231  */
2232 static void
2233 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2234            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2235 {
2236         unsigned long flags;
2237         struct rcu_data *rdp;
2238
2239         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2240         debug_rcu_head_queue(head);
2241         head->func = func;
2242         head->next = NULL;
2243
2244         /*
2245          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2246          * Note that we might see a beginning right after we see an
2247          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2248          * a quiescent state betweentimes.
2249          */
2250         local_irq_save(flags);
2251         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2252
2253         /* Add the callback to our list. */
2254         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2255                 int offline;
2256
2257                 if (cpu != -1)
2258                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2259                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2260                 WARN_ON_ONCE(offline);
2261                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2262                 local_irq_restore(flags);
2263                 return;
2264         }
2265         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2266         if (lazy)
2267                 rdp->qlen_lazy++;
2268         else
2269                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2270         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2271         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2272         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2273
2274         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2275                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2276                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2277         else
2278                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2279
2280         /* Go handle any RCU core processing required. */
2281         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2282         local_irq_restore(flags);
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2287  */
2288 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2289 {
2290         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2291 }
2292 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2293
2294 /*
2295  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2296  */
2297 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2298 {
2299         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2300 }
2301 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2302
2303 /*
2304  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2305  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2306  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2307  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2308  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2309  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2310  * some overhead: RCU still operates correctly.
2311  */
2312 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2313 {
2314         int ret;
2315
2316         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2317         preempt_disable();
2318         ret = num_online_cpus() <= 1;
2319         preempt_enable();
2320         return ret;
2321 }
2322
2323 /**
2324  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2325  *
2326  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2327  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2328  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2329  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2330  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2331  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2332  * rcu_read_lock_sched().
2333  *
2334  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2335  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2336  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2337  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2338  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2339  *
2340  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2341  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2342  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2343  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2344  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2345  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2346  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2347  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2348  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2349  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2350  * that are executing in the kernel.
2351  *
2352  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2353  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2354  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2355  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2356  * again only if the system has more than one CPU).
2357  *
2358  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2359  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2360  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2361  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2362  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2363  */
2364 void synchronize_sched(void)
2365 {
2366         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2367                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2368                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2369                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2370         if (rcu_blocking_is_gp())
2371                 return;
2372         if (rcu_expedited)
2373                 synchronize_sched_expedited();
2374         else
2375                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2376 }
2377 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2378
2379 /**
2380  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2381  *
2382  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2383  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2384  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2385  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2386  * and may be nested.
2387  *
2388  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2389  * on memory ordering guarantees.
2390  */
2391 void synchronize_rcu_bh(void)
2392 {
2393         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2394                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2395                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2396                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2397         if (rcu_blocking_is_gp())
2398                 return;
2399         if (rcu_expedited)
2400                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2401         else
2402                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2403 }
2404 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2405
2406 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2407 {
2408         /*
2409          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2410          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2411          * time that it returns.
2412          *
2413          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2414          * above condition is already met when the control reaches
2415          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2416          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2417          * robustness against future implementation changes.
2418          */
2419         smp_mb(); /* See above comment block. */
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 /**
2424  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2425  *
2426  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2427  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2428  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2429  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2430  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2431  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2432  * synchronize_sched() instead.
2433  *
2434  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2435  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2436  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2437  * these restriction will result in deadlock.
2438  *
2439  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2440  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2441  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2442  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2443  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2444  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2445  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2446  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2447  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2448  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2449  *
2450  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2451  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2452  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2453  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2454  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2455  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2456  * doing our work for us.
2457  *
2458  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2459  */
2460 void synchronize_sched_expedited(void)
2461 {
2462         long firstsnap, s, snap;
2463         int trycount = 0;
2464         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2465
2466         /*
2467          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2468          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2469          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2470          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2471          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2472          * course be required on a 64-bit system.
2473          */
2474         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2475                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2476                          ULONG_MAX / 8)) {
2477                 synchronize_sched();
2478                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2479                 return;
2480         }
2481
2482         /*
2483          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2484          * full memory barrier.
2485          */
2486         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2487         firstsnap = snap;
2488         get_online_cpus();
2489         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2490
2491         /*
2492          * Each pass through the following loop attempts to force a
2493          * context switch on each CPU.
2494          */
2495         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2496                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2497                              NULL) == -EAGAIN) {
2498                 put_online_cpus();
2499                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2500
2501                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2502                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2503                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2504                         /* ensure test happens before caller kfree */
2505                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2506                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2507                         return;
2508                 }
2509
2510                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2511                 if (trycount++ < 10) {
2512                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2513                 } else {
2514                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2515                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2516                         return;
2517                 }
2518
2519                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2520                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2521                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2522                         /* ensure test happens before caller kfree */
2523                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2524                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2525                         return;
2526                 }
2527
2528                 /*
2529                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2530                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2531                  * after they started, so our grace period works for them,
2532                  * and they started after our first try, so their grace
2533                  * period works for us.
2534                  */
2535                 get_online_cpus();
2536                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2537                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2538         }
2539         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2540
2541         /*
2542          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2543          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2544          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2545          * than we did already did their update.
2546          */
2547         do {
2548                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2549                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2550                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2551                         /* ensure test happens before caller kfree */
2552                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2553                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2554                         break;
2555                 }
2556         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2557         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2558
2559         put_online_cpus();
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2562
2563 /*
2564  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2565  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2566  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2567  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2568  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2569  */
2570 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2571 {
2572         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2573
2574         rdp->n_rcu_pending++;
2575
2576         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2577         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2578
2579         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2580         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2581             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2582                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2583         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2584                 rdp->n_rp_report_qs++;
2585                 return 1;
2586         }
2587
2588         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2589         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2590                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2591                 return 1;
2592         }
2593
2594         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2595         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2596                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2597                 return 1;
2598         }
2599
2600         /* Has another RCU grace period completed?  */
2601         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2602                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2603                 return 1;
2604         }
2605
2606         /* Has a new RCU grace period started? */
2607         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2608                 rdp->n_rp_gp_started++;
2609                 return 1;
2610         }
2611
2612         /* nothing to do */
2613         rdp->n_rp_need_nothing++;
2614         return 0;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2619  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2620  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2621  */
2622 static int rcu_pending(int cpu)
2623 {
2624         struct rcu_state *rsp;
2625
2626         for_each_rcu_flavor(rsp)
2627                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2628                         return 1;
2629         return 0;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2634  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2635  * 1 if so.
2636  */
2637 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2638 {
2639         struct rcu_state *rsp;
2640
2641         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2642         for_each_rcu_flavor(rsp)
2643                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2644                         return 1;
2645         return 0;
2646 }
2647
2648 /*
2649  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2650  * the compiler is expected to optimize this away.
2651  */
2652 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2653                                int cpu, unsigned long done)
2654 {
2655         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2656                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2657 }
2658
2659 /*
2660  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2661  * up the task executing _rcu_barrier().
2662  */
2663 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2664 {
2665         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2666         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2667
2668         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2669                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2670                 complete(&rsp->barrier_completion);
2671         } else {
2672                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2673         }
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2678  */
2679 static void rcu_barrier_func(void *type)
2680 {
2681         struct rcu_state *rsp = type;
2682         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2683
2684         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2685         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2686         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2691  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2692  */
2693 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2694 {
2695         int cpu;
2696         struct rcu_data *rdp;
2697         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2698         unsigned long snap_done;
2699
2700         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2701
2702         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2703         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2704
2705         /*
2706          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2707          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2708          */
2709         smp_mb();  /* See above block comment. */
2710
2711         /*
2712          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2713          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2714          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2715          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2716          */
2717         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2718         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2719         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2720                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2721                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2722                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2723                 return;
2724         }
2725
2726         /*
2727          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2728          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2729          * the increment to precede the early-exit check.
2730          */
2731         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2732         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2733         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2734         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2735
2736         /*
2737          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2738          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2739          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2740          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2741          */
2742         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2743         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2744         get_online_cpus();
2745
2746         /*
2747          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2748          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2749          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2750          */
2751         for_each_possible_cpu(cpu) {
2752                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2753                         continue;
2754                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2755                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2756                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2757                                            rsp->n_barrier_done);
2758                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2759                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2760                                    rsp, cpu, 0);
2761                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2762                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2763                                            rsp->n_barrier_done);
2764                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2765                 } else {
2766                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2767                                            rsp->n_barrier_done);
2768                 }
2769         }
2770         put_online_cpus();
2771
2772         /*
2773          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2774          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2775          */
2776         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2777                 complete(&rsp->barrier_completion);
2778
2779         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2780         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2781         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2782         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2783         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2784         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2785
2786         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2787         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2788
2789         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2790         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2791 }
2792
2793 /**
2794  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2795  */
2796 void rcu_barrier_bh(void)
2797 {
2798         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2799 }
2800 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2801
2802 /**
2803  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2804  */
2805 void rcu_barrier_sched(void)
2806 {
2807         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2808 }
2809 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2810
2811 /*
2812  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2813  */
2814 static void __init
2815 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2816 {
2817         unsigned long flags;
2818         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2819         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2820
2821         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2822         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2823         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2824         init_callback_list(rdp);
2825         rdp->qlen_lazy = 0;
2826         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2827         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2828         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2829         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2830         rdp->cpu = cpu;
2831         rdp->rsp = rsp;
2832         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2833         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2838  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2839  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2840  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2841  */
2842 static void __cpuinit
2843 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2844 {
2845         unsigned long flags;
2846         unsigned long mask;
2847         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2848         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2849
2850         /* Exclude new grace periods. */
2851         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2852
2853         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2854         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2855         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2856         rdp->preemptible = preemptible;
2857         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2858         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2859         rdp->blimit = blimit;
2860         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2861         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2862         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2863                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2864         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2865         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2866
2867         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2868         rnp = rdp->mynode;
2869         mask = rdp->grpmask;
2870         do {
2871                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2872                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2873                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2874                 mask = rnp->grpmask;
2875                 if (rnp == rdp->mynode) {
2876                         /*
2877                          * If there is a grace period in progress, we will
2878                          * set up to wait for it next time we run the
2879                          * RCU core code.
2880                          */
2881                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2882                         rdp->completed = rnp->completed;
2883                         rdp->passed_quiesce = 0;
2884                         rdp->qs_pending = 0;
2885                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2886                 }
2887                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2888                 rnp = rnp->parent;
2889         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2890         local_irq_restore(flags);
2891
2892         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2893 }
2894
2895 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2896 {
2897         struct rcu_state *rsp;
2898
2899         for_each_rcu_flavor(rsp)
2900                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2901                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2902 }
2903
2904 /*
2905  * Handle CPU online/offline notification events.
2906  */
2907 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2908                                     unsigned long action, void *hcpu)
2909 {
2910         long cpu = (long)hcpu;
2911         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2912         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2913         struct rcu_state *rsp;
2914         int ret = NOTIFY_OK;
2915
2916         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2917         switch (action) {
2918         case CPU_UP_PREPARE:
2919         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2920                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2921                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2922                 break;
2923         case CPU_ONLINE:
2924         case CPU_DOWN_FAILED:
2925                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2926                 break;
2927         case CPU_DOWN_PREPARE:
2928                 if (nocb_cpu_expendable(cpu))
2929                         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2930                 else
2931                         ret = NOTIFY_BAD;
2932                 break;
2933         case CPU_DYING:
2934         case CPU_DYING_FROZEN:
2935                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2936                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2937                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2938                 break;
2939         case CPU_DEAD:
2940         case CPU_DEAD_FROZEN:
2941         case CPU_UP_CANCELED:
2942         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2943                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2944                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2945                 break;
2946         default:
2947                 break;
2948         }
2949         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2950         return ret;
2951 }
2952
2953 /*
2954  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2955  */
2956 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2957 {
2958         unsigned long flags;
2959         struct rcu_node *rnp;
2960         struct rcu_state *rsp;
2961         struct task_struct *t;
2962
2963         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2964                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2965                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2966                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2967                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2968                 rsp->gp_kthread = t;
2969                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2970                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2971         }
2972         return 0;
2973 }
2974 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2975
2976 /*
2977  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2978  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2979  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2980  * task is booting the system).  After this function is called, the
2981  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2982  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2983  */
2984 void rcu_scheduler_starting(void)
2985 {
2986         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2987         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2988         rcu_scheduler_active = 1;
2989 }
2990
2991 /*
2992  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2993  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2994  */
2995 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2996 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2997 {
2998         int i;
2999
3000         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3001                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3002         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3003 }
3004 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3005 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3006 {
3007         int ccur;
3008         int cprv;
3009         int i;
3010
3011         cprv = nr_cpu_ids;
3012         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3013                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3014                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3015                 cprv = ccur;
3016         }
3017 }
3018 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3019
3020 /*
3021  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3022  */
3023 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3024                 struct rcu_data __percpu *rda)
3025 {
3026         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3027                                "rcu_node_1",
3028                                "rcu_node_2",
3029                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3030         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3031                                "rcu_node_fqs_1",
3032                                "rcu_node_fqs_2",
3033                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3034         int cpustride = 1;
3035         int i;
3036         int j;
3037         struct rcu_node *rnp;
3038
3039         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3040
3041         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3042         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3043                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3044
3045         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3046
3047         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3048                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3049         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3050                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3051         rcu_init_levelspread(rsp);
3052
3053         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3054
3055         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3056                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3057                 rnp = rsp->level[i];
3058                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3059                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3060                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3061                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3062                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3063                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3064                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3065                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3066                         rnp->completed = rsp->completed;
3067                         rnp->qsmask = 0;
3068                         rnp->qsmaskinit = 0;
3069                         rnp->grplo = j * cpustride;
3070                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3071                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3072                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3073                         if (i == 0) {
3074                                 rnp->grpnum = 0;
3075                                 rnp->grpmask = 0;
3076                                 rnp->parent = NULL;
3077                         } else {
3078                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3079                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3080                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3081                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3082                         }
3083                         rnp->level = i;
3084                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3085                 }
3086         }
3087
3088         rsp->rda = rda;
3089         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3090         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3091         for_each_possible_cpu(i) {
3092                 while (i > rnp->grphi)
3093                         rnp++;
3094                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3095                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3096         }
3097         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3102  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3103  * the ->node array in the rcu_state structure.
3104  */
3105 static void __init rcu_init_geometry(void)
3106 {
3107         int i;
3108         int j;
3109         int n = nr_cpu_ids;
3110         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3111
3112         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3113         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3114             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3115                 return;
3116
3117         /*
3118          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3119          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3120          * some of the arithmetic easier.
3121          */
3122         rcu_capacity[0] = 1;
3123         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3124         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3125                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3126
3127         /*
3128          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3129          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3130          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3131          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3132          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3133          * compile-time values if these limits are exceeded.
3134          */
3135         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3136             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3137             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3138                 WARN_ON(1);
3139                 return;
3140         }
3141
3142         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3143         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3144                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3145                         for (j = 0; j <= i; j++)
3146                                 num_rcu_lvl[j] =
3147                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3148                         rcu_num_lvls = i;
3149                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3150                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3151                         break;
3152                 }
3153
3154         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3155         rcu_num_nodes = 0;
3156         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3157                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3158         rcu_num_nodes -= n;
3159 }
3160
3161 void __init rcu_init(void)
3162 {
3163         int cpu;
3164
3165         rcu_bootup_announce();
3166         rcu_init_geometry();
3167         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3168         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3169         __rcu_init_preempt();
3170         rcu_init_nocb();
3171         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3172
3173         /*
3174          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3175          * this is called early in boot, before either interrupts
3176          * or the scheduler are operational.
3177          */
3178         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3179         for_each_online_cpu(cpu)
3180                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3181 }
3182
3183 #include "rcutree_plugin.h"