1b32cdd1b2e2f5210988b12287e2511ed8848692
[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 <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
53 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
54 struct lockdep_map rcu_lock_map =
55         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
56 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
57 #endif
58
59 /* Data structures. */
60
61 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
62         .level = { &name.node[0] }, \
63         .levelcnt = { \
64                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
65                 NUM_RCU_LVL_1, \
66                 NUM_RCU_LVL_2, \
67                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
68         }, \
69         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
70         .gpnum = -300, \
71         .completed = -300, \
72         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
73         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
74         .n_force_qs = 0, \
75         .n_force_qs_ngp = 0, \
76 }
77
78 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
79 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
80
81 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
83
84 extern long rcu_batches_completed_sched(void);
85 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp);
86 static void cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
87                           struct rcu_node *rnp, unsigned long flags);
88 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags);
89 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
90 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp);
91 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
92 static void __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp,
93                                     struct rcu_data *rdp);
94 static void __call_rcu(struct rcu_head *head,
95                        void (*func)(struct rcu_head *rcu),
96                        struct rcu_state *rsp);
97 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
98 static void __cpuinit rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp,
99                                            int preemptable);
100
101 #include "rcutree_plugin.h"
102
103 /*
104  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
105  * how many quiescent states passed, just if there was at least
106  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
107  */
108 void rcu_sched_qs(int cpu)
109 {
110         struct rcu_data *rdp;
111
112         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
113         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
114         barrier();
115         rdp->passed_quiesc = 1;
116         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
117 }
118
119 void rcu_bh_qs(int cpu)
120 {
121         struct rcu_data *rdp;
122
123         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
124         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
125         barrier();
126         rdp->passed_quiesc = 1;
127 }
128
129 #ifdef CONFIG_NO_HZ
130 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
131         .dynticks_nesting = 1,
132         .dynticks = 1,
133 };
134 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
135
136 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
137 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
138 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
139
140 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
141 static int rcu_pending(int cpu);
142
143 /*
144  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
145  */
146 long rcu_batches_completed_sched(void)
147 {
148         return rcu_sched_state.completed;
149 }
150 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
151
152 /*
153  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
154  */
155 long rcu_batches_completed_bh(void)
156 {
157         return rcu_bh_state.completed;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
160
161 /*
162  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
163  */
164 static int
165 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
166 {
167         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
168 }
169
170 /*
171  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
172  */
173 static int
174 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
175 {
176         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
177         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
178                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
179 }
180
181 /*
182  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
183  */
184 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
185 {
186         return &rsp->node[0];
187 }
188
189 #ifdef CONFIG_SMP
190
191 /*
192  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
193  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
194  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
195  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
196  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
197  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
198  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
199  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
200  * each and every time we start a new grace period.
201  */
202 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
203 {
204         /*
205          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
206          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
207          */
208         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
209                 rdp->offline_fqs++;
210                 return 1;
211         }
212
213         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
214         if (rdp->preemptable)
215                 return 0;
216
217         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
218         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
219                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
220         else
221                 set_need_resched();
222         rdp->resched_ipi++;
223         return 0;
224 }
225
226 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
227
228 #ifdef CONFIG_NO_HZ
229
230 /**
231  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
232  *
233  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
234  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
235  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
236  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
237  */
238 void rcu_enter_nohz(void)
239 {
240         unsigned long flags;
241         struct rcu_dynticks *rdtp;
242
243         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
244         local_irq_save(flags);
245         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
246         rdtp->dynticks++;
247         rdtp->dynticks_nesting--;
248         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
249         local_irq_restore(flags);
250 }
251
252 /*
253  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
254  *
255  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
256  * read-side critical sections normally occur.
257  */
258 void rcu_exit_nohz(void)
259 {
260         unsigned long flags;
261         struct rcu_dynticks *rdtp;
262
263         local_irq_save(flags);
264         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
265         rdtp->dynticks++;
266         rdtp->dynticks_nesting++;
267         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
268         local_irq_restore(flags);
269         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
270 }
271
272 /**
273  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
274  *
275  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
276  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
277  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
278  */
279 void rcu_nmi_enter(void)
280 {
281         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
282
283         if (rdtp->dynticks & 0x1)
284                 return;
285         rdtp->dynticks_nmi++;
286         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
287         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
288 }
289
290 /**
291  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
292  *
293  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
294  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
295  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
296  */
297 void rcu_nmi_exit(void)
298 {
299         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
300
301         if (rdtp->dynticks & 0x1)
302                 return;
303         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
304         rdtp->dynticks_nmi++;
305         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
306 }
307
308 /**
309  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
310  *
311  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
312  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
313  */
314 void rcu_irq_enter(void)
315 {
316         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
317
318         if (rdtp->dynticks_nesting++)
319                 return;
320         rdtp->dynticks++;
321         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
322         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
323 }
324
325 /**
326  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
327  *
328  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
329  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
330  * with no ticks.
331  */
332 void rcu_irq_exit(void)
333 {
334         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
335
336         if (--rdtp->dynticks_nesting)
337                 return;
338         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
339         rdtp->dynticks++;
340         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
341
342         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
343         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
344             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
345                 set_need_resched();
346 }
347
348 /*
349  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
350  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
351  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
352  * useful at the beginning of a grace period).
353  */
354 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
355 {
356         rsp->dynticks_completed = comp;
357 }
358
359 #ifdef CONFIG_SMP
360
361 /*
362  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
363  */
364 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
365 {
366         return rsp->dynticks_completed;
367 }
368
369 /*
370  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
371  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
372  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
373  */
374 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
375 {
376         int ret;
377         int snap;
378         int snap_nmi;
379
380         snap = rdp->dynticks->dynticks;
381         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
382         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
383         rdp->dynticks_snap = snap;
384         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
385         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
386         if (ret)
387                 rdp->dynticks_fqs++;
388         return ret;
389 }
390
391 /*
392  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
393  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
394  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
395  * for this same CPU.
396  */
397 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
398 {
399         long curr;
400         long curr_nmi;
401         long snap;
402         long snap_nmi;
403
404         curr = rdp->dynticks->dynticks;
405         snap = rdp->dynticks_snap;
406         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
407         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
408         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
409
410         /*
411          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
412          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
413          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
414          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
415          * read-side critical section that started before the beginning
416          * of the current RCU grace period.
417          */
418         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
419             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
420                 rdp->dynticks_fqs++;
421                 return 1;
422         }
423
424         /* Go check for the CPU being offline. */
425         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
426 }
427
428 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
429
430 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
431
432 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
433 {
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SMP
437
438 /*
439  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
440  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
441  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
442  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
443  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
444  */
445 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
446 {
447         return rsp->completed;
448 }
449
450 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
451 {
452         return 0;
453 }
454
455 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
456 {
457         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
458 }
459
460 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
461
462 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
463
464 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
465
466 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
467 {
468         rsp->gp_start = jiffies;
469         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
470 }
471
472 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
473 {
474         int cpu;
475         long delta;
476         unsigned long flags;
477         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
478         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
479         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
480
481         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
482
483         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
484         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
485         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
486                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
487                 return;
488         }
489         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
490         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
491
492         /* OK, time to rat on our buddy... */
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
495         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
496                 rcu_print_task_stall(rnp);
497                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
498                         continue;
499                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
500                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
501                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
502         }
503         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
504                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
505         trigger_all_cpu_backtrace();
506
507         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
508 }
509
510 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
511 {
512         unsigned long flags;
513         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
514
515         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
516                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
517         trigger_all_cpu_backtrace();
518
519         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
520         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
521                 rsp->jiffies_stall =
522                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
523         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
524
525         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
526 }
527
528 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
529 {
530         long delta;
531         struct rcu_node *rnp;
532
533         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
534         rnp = rdp->mynode;
535         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
536
537                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
538                 print_cpu_stall(rsp);
539
540         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
541                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
542
543                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
544                 print_other_cpu_stall(rsp);
545         }
546 }
547
548 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
549
550 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
551 {
552 }
553
554 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
555 {
556 }
557
558 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
559
560 /*
561  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
562  * This is used both when we started the grace period and when we notice
563  * that someone else started the grace period.
564  */
565 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
566 {
567         rdp->qs_pending = 1;
568         rdp->passed_quiesc = 0;
569         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
570 }
571
572 /*
573  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
574  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
575  * on the CPU corresponding to rdp.
576  */
577 static int
578 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
579 {
580         unsigned long flags;
581         int ret = 0;
582
583         local_irq_save(flags);
584         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
585                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
586                 ret = 1;
587         }
588         local_irq_restore(flags);
589         return ret;
590 }
591
592 /*
593  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
594  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
595  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
596  * be disabled.
597  */
598 static void
599 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
600         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
601 {
602         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
603         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
604
605         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
606                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
607                 return;
608         }
609
610         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
611         rsp->gpnum++;
612         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
613         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
614         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
615         record_gp_stall_check_time(rsp);
616         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
617         note_new_gpnum(rsp, rdp);
618
619         /*
620          * Because we are first, we know that all our callbacks will
621          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
622          * that were registered arbitrarily recently.
623          */
624         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
625         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
626
627         /* Special-case the common single-level case. */
628         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
629                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
630                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
631                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
632                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
633                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
634                 return;
635         }
636
637         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
638
639
640         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
641         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
642
643         /*
644          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
645          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
646          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
647          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
648          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
649          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
650          * grace period is in progress, at least until the corresponding
651          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
652          * CPU-hotplug operations.
653          *
654          * Note that the grace period cannot complete until we finish
655          * the initialization process, as there will be at least one
656          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
657          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
658          * irqs disabled.
659          */
660         for (rnp = &rsp->node[0]; rnp < &rsp->node[NUM_RCU_NODES]; rnp++) {
661                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
662                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
663                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
664                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
665                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
666         }
667
668         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
669         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
670 }
671
672 /*
673  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
674  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
675  * belongs.
676  */
677 static void
678 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
679 {
680         long completed_snap;
681         unsigned long flags;
682
683         local_irq_save(flags);
684         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
685
686         /* Did another grace period end? */
687         if (rdp->completed != completed_snap) {
688
689                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
690                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
691                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
692                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
693
694                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
695                 rdp->completed = completed_snap;
696         }
697         local_irq_restore(flags);
698 }
699
700 /*
701  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
702  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
703  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
704  */
705 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
706         __releases(rnp->lock)
707 {
708         WARN_ON_ONCE(rsp->completed == rsp->gpnum);
709         rsp->completed = rsp->gpnum;
710         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
711         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
712 }
713
714 /*
715  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
716  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
717  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
718  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
719  * before return.
720  */
721 static void
722 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
723               unsigned long flags)
724         __releases(rnp->lock)
725 {
726         struct rcu_node *rnp_c;
727
728         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
729         for (;;) {
730                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
731
732                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
733                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
734                         return;
735                 }
736                 rnp->qsmask &= ~mask;
737                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
738
739                         /* Other bits still set at this level, so done. */
740                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
741                         return;
742                 }
743                 mask = rnp->grpmask;
744                 if (rnp->parent == NULL) {
745
746                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
747
748                         break;
749                 }
750                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
751                 rnp_c = rnp;
752                 rnp = rnp->parent;
753                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
754                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
755         }
756
757         /*
758          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
759          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
760          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
761          */
762         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
763 }
764
765 /*
766  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
767  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
768  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
769  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
770  * period!
771  */
772 static void
773 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
774 {
775         unsigned long flags;
776         unsigned long mask;
777         struct rcu_node *rnp;
778
779         rnp = rdp->mynode;
780         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
781         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
782
783                 /*
784                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
785                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
786                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
787                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
788                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
789                  * occurred.
790                  */
791                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
792                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
793                 return;
794         }
795         mask = rdp->grpmask;
796         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
797                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
798         } else {
799                 rdp->qs_pending = 0;
800
801                 /*
802                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
803                  * callbacks can be processed during the next GP.
804                  */
805                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
806
807                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
808         }
809 }
810
811 /*
812  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
813  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
814  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
815  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
816  */
817 static void
818 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
819 {
820         /* If there is now a new grace period, record and return. */
821         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
822                 return;
823
824         /*
825          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
826          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
827          */
828         if (!rdp->qs_pending)
829                 return;
830
831         /*
832          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
833          * period? If no, then exit and wait for the next call.
834          */
835         if (!rdp->passed_quiesc)
836                 return;
837
838         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
839         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
840 }
841
842 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
843
844 /*
845  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
846  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
847  */
848 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
849 {
850         int i;
851         unsigned long flags;
852         long lastcomp;
853         unsigned long mask;
854         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
855         struct rcu_data *rdp_me;
856         struct rcu_node *rnp;
857
858         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
859         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
860
861         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
862         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
863         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
864         do {
865                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
866                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
867                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
868                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
869                         break;
870                 }
871                 rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
872                 mask = rnp->grpmask;
873                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
874                 rnp = rnp->parent;
875         } while (rnp != NULL);
876         lastcomp = rsp->completed;
877
878         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
879
880         /*
881          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
882          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
883          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
884          * Note also that we must carefully retain the order of the
885          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
886          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
887          * afresh, even those that have passed through a grace period
888          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
889          * events are rare, and that if they are frequent enough to
890          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
891          * be worrying about.
892          */
893         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
894         if (rdp->nxtlist != NULL) {
895                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
896                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
897                 rdp->nxtlist = NULL;
898                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
899                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
900                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
901                 rdp->qlen = 0;
902         }
903         local_irq_restore(flags);
904 }
905
906 /*
907  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
908  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
909  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
910  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
911  */
912 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
913 {
914         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
915         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
916         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
917 }
918
919 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
920
921 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
922 {
923 }
924
925 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
926
927 /*
928  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
929  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
930  */
931 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
932 {
933         unsigned long flags;
934         struct rcu_head *next, *list, **tail;
935         int count;
936
937         /* If no callbacks are ready, just return.*/
938         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
939                 return;
940
941         /*
942          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
943          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
944          */
945         local_irq_save(flags);
946         list = rdp->nxtlist;
947         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
948         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
949         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
950         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
951                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
952                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
953         local_irq_restore(flags);
954
955         /* Invoke callbacks. */
956         count = 0;
957         while (list) {
958                 next = list->next;
959                 prefetch(next);
960                 list->func(list);
961                 list = next;
962                 if (++count >= rdp->blimit)
963                         break;
964         }
965
966         local_irq_save(flags);
967
968         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
969         rdp->qlen -= count;
970         if (list != NULL) {
971                 *tail = rdp->nxtlist;
972                 rdp->nxtlist = list;
973                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
974                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
975                                 rdp->nxttail[count] = tail;
976                         else
977                                 break;
978         }
979
980         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
981         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
982                 rdp->blimit = blimit;
983
984         local_irq_restore(flags);
985
986         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
987         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
988                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
989 }
990
991 /*
992  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
993  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
994  * Also schedule the RCU softirq handler.
995  *
996  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
997  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
998  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
999  */
1000 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1001 {
1002         if (!rcu_pending(cpu))
1003                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1004         if (user ||
1005             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1006              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1007
1008                 /*
1009                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1010                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1011                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1012                  * a quiescent state, so note it.
1013                  *
1014                  * No memory barrier is required here because both
1015                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1016                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1017                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1018                  */
1019
1020                 rcu_sched_qs(cpu);
1021                 rcu_bh_qs(cpu);
1022
1023         } else if (!in_softirq()) {
1024
1025                 /*
1026                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1027                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1028                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1029                  * critical section, so note it.
1030                  */
1031
1032                 rcu_bh_qs(cpu);
1033         }
1034         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1035         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1036 }
1037
1038 #ifdef CONFIG_SMP
1039
1040 /*
1041  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1042  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1043  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1044  * because we made it end).
1045  */
1046 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1047                                int (*f)(struct rcu_data *))
1048 {
1049         unsigned long bit;
1050         int cpu;
1051         unsigned long flags;
1052         unsigned long mask;
1053         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1054         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1055
1056         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1057                 mask = 0;
1058                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1059                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1060                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1061                         return 1;
1062                 }
1063                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1064                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1065                         continue;
1066                 }
1067                 cpu = rnp_cur->grplo;
1068                 bit = 1;
1069                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1070                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1071                                 mask |= bit;
1072                 }
1073                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1074
1075                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1076                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1077                         continue;
1078                 }
1079                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1080         }
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1086  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1087  */
1088 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1089 {
1090         unsigned long flags;
1091         long lastcomp;
1092         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1093         u8 signaled;
1094
1095         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1096                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1097         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1098                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1099                 return; /* Someone else is already on the job. */
1100         }
1101         if (relaxed &&
1102             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1103                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1104         rsp->n_force_qs++;
1105         spin_lock(&rnp->lock);
1106         lastcomp = rsp->completed;
1107         signaled = rsp->signaled;
1108         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1109         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1110                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1111                 spin_unlock(&rnp->lock);
1112                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1113         }
1114         spin_unlock(&rnp->lock);
1115         switch (signaled) {
1116         case RCU_GP_INIT:
1117
1118                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1119
1120         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1121
1122                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1123                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1124
1125                 /* Record dyntick-idle state. */
1126                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1127                                         dyntick_save_progress_counter))
1128                         goto unlock_ret;
1129
1130                 /* Update state, record completion counter. */
1131                 spin_lock(&rnp->lock);
1132                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1133                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1134                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1135                 }
1136                 spin_unlock(&rnp->lock);
1137                 break;
1138
1139         case RCU_FORCE_QS:
1140
1141                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1142                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1143                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1144                         goto unlock_ret;
1145
1146                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1147
1148                 break;
1149         }
1150 unlock_ret:
1151         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1152 }
1153
1154 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1155
1156 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1157 {
1158         set_need_resched();
1159 }
1160
1161 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1162
1163 /*
1164  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1165  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1166  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1167  */
1168 static void
1169 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1170 {
1171         unsigned long flags;
1172
1173         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1174
1175         /*
1176          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1177          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1178          */
1179         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1180                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1181
1182         /*
1183          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1184          * period that some other CPU ended.
1185          */
1186         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1187
1188         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1189         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1190
1191         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1192         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1193                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1194                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1195         }
1196
1197         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1198         rcu_do_batch(rdp);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Do softirq processing for the current CPU.
1203  */
1204 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1205 {
1206         /*
1207          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1208          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1209          * grace-period manipulations below.
1210          */
1211         smp_mb(); /* See above block comment. */
1212
1213         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1214                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1215         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1216         rcu_preempt_process_callbacks();
1217
1218         /*
1219          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1220          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1221          * grace-period manipulations above.
1222          */
1223         smp_mb(); /* See above block comment. */
1224 }
1225
1226 static void
1227 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1228            struct rcu_state *rsp)
1229 {
1230         unsigned long flags;
1231         struct rcu_data *rdp;
1232
1233         head->func = func;
1234         head->next = NULL;
1235
1236         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1237
1238         /*
1239          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1240          * Note that we might see a beginning right after we see an
1241          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1242          * a quiescent state betweentimes.
1243          */
1244         local_irq_save(flags);
1245         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1246         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1247         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1248
1249         /* Add the callback to our list. */
1250         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1251         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1252
1253         /* Start a new grace period if one not already started. */
1254         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1255                 unsigned long nestflag;
1256                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1257
1258                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1259                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1260         }
1261
1262         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1263         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1264                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1265                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1266         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1267                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1268         local_irq_restore(flags);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1273  */
1274 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1275 {
1276         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1277 }
1278 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1279
1280 /*
1281  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1282  */
1283 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1284 {
1285         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1286 }
1287 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1288
1289 /*
1290  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1291  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1292  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1293  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1294  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1295  */
1296 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1297 {
1298         rdp->n_rcu_pending++;
1299
1300         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1301         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1302
1303         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1304         if (rdp->qs_pending) {
1305                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1306                 return 1;
1307         }
1308
1309         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1310         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1311                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1312                 return 1;
1313         }
1314
1315         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1316         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1317                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1318                 return 1;
1319         }
1320
1321         /* Has another RCU grace period completed?  */
1322         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1323                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1324                 return 1;
1325         }
1326
1327         /* Has a new RCU grace period started? */
1328         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1329                 rdp->n_rp_gp_started++;
1330                 return 1;
1331         }
1332
1333         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1334         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1335             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1336                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1337                 return 1;
1338         }
1339
1340         /* nothing to do */
1341         rdp->n_rp_need_nothing++;
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1347  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1348  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1349  */
1350 static int rcu_pending(int cpu)
1351 {
1352         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1353                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1354                rcu_preempt_pending(cpu);
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1359  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1360  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1361  * an exported member of the RCU API.
1362  */
1363 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1364 {
1365         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1366         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1367                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1368                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1373  */
1374 static void __init
1375 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1376 {
1377         unsigned long flags;
1378         int i;
1379         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1380         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1381
1382         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1383         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1384         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1385         rdp->nxtlist = NULL;
1386         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1387                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1388         rdp->qlen = 0;
1389 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1390         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1391 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1392         rdp->cpu = cpu;
1393         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1398  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1399  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1400  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1401  */
1402 static void __cpuinit
1403 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1404 {
1405         unsigned long flags;
1406         long lastcomp;
1407         unsigned long mask;
1408         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1409         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1410
1411         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1412         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1413         lastcomp = rsp->completed;
1414         rdp->completed = lastcomp;
1415         rdp->gpnum = lastcomp;
1416         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1417         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1418         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1419         rdp->preemptable = preemptable;
1420         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1421         rdp->blimit = blimit;
1422         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1423
1424         /*
1425          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1426          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1427          */
1428
1429         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1430         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1431
1432         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1433         rnp = rdp->mynode;
1434         mask = rdp->grpmask;
1435         do {
1436                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1437                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1438                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1439                 mask = rnp->grpmask;
1440                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1441                 rnp = rnp->parent;
1442         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1443
1444         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1445 }
1446
1447 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1448 {
1449         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1450         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1451         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Handle CPU online/offline notification events.
1456  */
1457 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1458                              unsigned long action, void *hcpu)
1459 {
1460         long cpu = (long)hcpu;
1461
1462         switch (action) {
1463         case CPU_UP_PREPARE:
1464         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1465                 rcu_online_cpu(cpu);
1466                 break;
1467         case CPU_DEAD:
1468         case CPU_DEAD_FROZEN:
1469         case CPU_UP_CANCELED:
1470         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1471                 rcu_offline_cpu(cpu);
1472                 break;
1473         default:
1474                 break;
1475         }
1476         return NOTIFY_OK;
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1481  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1482  */
1483 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1484 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1485 {
1486         int i;
1487
1488         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1489                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1490 }
1491 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1492 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1493 {
1494         int ccur;
1495         int cprv;
1496         int i;
1497
1498         cprv = NR_CPUS;
1499         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1500                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1501                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1502                 cprv = ccur;
1503         }
1504 }
1505 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1506
1507 /*
1508  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1509  */
1510 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1511 {
1512         int cpustride = 1;
1513         int i;
1514         int j;
1515         struct rcu_node *rnp;
1516
1517         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1518
1519         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1520                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1521         rcu_init_levelspread(rsp);
1522
1523         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1524
1525         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1526                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1527                 rnp = rsp->level[i];
1528                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1529                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1530                         rnp->gpnum = 0;
1531                         rnp->qsmask = 0;
1532                         rnp->qsmaskinit = 0;
1533                         rnp->grplo = j * cpustride;
1534                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1535                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1536                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1537                         if (i == 0) {
1538                                 rnp->grpnum = 0;
1539                                 rnp->grpmask = 0;
1540                                 rnp->parent = NULL;
1541                         } else {
1542                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1543                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1544                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1545                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1546                         }
1547                         rnp->level = i;
1548                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1549                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1550                 }
1551         }
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1556  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1557  * structure.
1558  */
1559 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1560 do { \
1561         rcu_init_one(rsp); \
1562         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1563         j = 0; \
1564         for_each_possible_cpu(i) { \
1565                 if (i > rnp[j].grphi) \
1566                         j++; \
1567                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1568                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1569                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1570         } \
1571 } while (0)
1572
1573 #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU
1574
1575 void __init __rcu_init_preempt(void)
1576 {
1577         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1578         int j;
1579         struct rcu_node *rnp;
1580
1581         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_preempt_state, rcu_preempt_data);
1582 }
1583
1584 #else /* #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1585
1586 void __init __rcu_init_preempt(void)
1587 {
1588 }
1589
1590 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU */
1591
1592 void __init __rcu_init(void)
1593 {
1594         int i;                  /* All used by RCU_INIT_FLAVOR(). */
1595         int j;
1596         struct rcu_node *rnp;
1597
1598         rcu_bootup_announce();
1599 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1600         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1601 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1602         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1603         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1604         __rcu_init_preempt();
1605         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1606 }
1607
1608 module_param(blimit, int, 0);
1609 module_param(qhimark, int, 0);
1610 module_param(qlowmark, int, 0);