ARM: tegra: dvfs: Add GPU scaling trip-points interfaces
[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, sabbr, 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         .abbr = sabbr, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state =
83         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
85
86 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
88
89 static struct rcu_state *rcu_state;
90 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
91
92 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
93 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
94 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
95 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
96 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
97         NUM_RCU_LVL_0,
98         NUM_RCU_LVL_1,
99         NUM_RCU_LVL_2,
100         NUM_RCU_LVL_3,
101         NUM_RCU_LVL_4,
102 };
103 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
104
105 /*
106  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
107  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
108  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
110  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
111  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
112  * positives from lockdep-RCU error checking.
113  */
114 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
119  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
120  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
121  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
122  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
123  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
124  *
125  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
126  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
127  * a time.
128  */
129 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
130
131 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
132
133 /*
134  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
135  * handle all flavors of RCU.
136  */
137 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
139 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
140 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
141
142 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
143
144 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
145 static void invoke_rcu_core(void);
146 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
147
148 /*
149  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
150  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
151  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
152  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
153  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
154  * These variables enable correlating rcutorture output with the
155  * RCU tracing information.
156  */
157 unsigned long rcutorture_testseq;
158 unsigned long rcutorture_vernum;
159
160 /*
161  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
162  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
163  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
164  */
165 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
166 {
167         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
168 }
169
170 /*
171  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
172  * how many quiescent states passed, just if there was at least
173  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
174  * The caller must have disabled preemption.
175  */
176 void rcu_sched_qs(int cpu)
177 {
178         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
179
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         if (rdp->passed_quiesce == 0)
190                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
191         rdp->passed_quiesce = 1;
192 }
193
194 /*
195  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
196  * and requires special handling for preemptible RCU.
197  * The caller must have disabled preemption.
198  */
199 void rcu_note_context_switch(int cpu)
200 {
201         trace_rcu_utilization("Start context switch");
202         rcu_sched_qs(cpu);
203         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, long, 0444);
218 module_param(qhimark, long, 0444);
219 module_param(qlowmark, long, 0444);
220
221 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
223
224 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
225 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
226
227 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
228                                   struct rcu_data *rdp);
229 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
230 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
231 static int rcu_pending(int cpu);
232
233 /*
234  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
235  */
236 long rcu_batches_completed_sched(void)
237 {
238         return rcu_sched_state.completed;
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
241
242 /*
243  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
244  */
245 long rcu_batches_completed_bh(void)
246 {
247         return rcu_bh_state.completed;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
250
251 /*
252  * Force a quiescent state for RCU BH.
253  */
254 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
255 {
256         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
259
260 /*
261  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
262  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
263  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
264  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
265  * store this state in rcutorture itself.
266  */
267 void rcutorture_record_test_transition(void)
268 {
269         rcutorture_testseq++;
270         rcutorture_vernum = 0;
271 }
272 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
273
274 /*
275  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
276  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
277  * messages.
278  */
279 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
280 {
281         rcutorture_vernum++;
282 }
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
284
285 /*
286  * Force a quiescent state for RCU-sched.
287  */
288 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
289 {
290         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
291 }
292 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
293
294 /*
295  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
296  */
297 static int
298 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
299 {
300         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
301                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
302 }
303
304 /*
305  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
306  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
307  * normal callback registry.
308  */
309 static int
310 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
311 {
312         int i;
313
314         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
315                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
316         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
317                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
318         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
319                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
320         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
321                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
322         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
323                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
324                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
325                                  rdp->nxtcompleted[i]))
326                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
327         return 0; /* No grace period needed. */
328 }
329
330 /*
331  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
332  */
333 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
334 {
335         return &rsp->node[0];
336 }
337
338 /*
339  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
340  *
341  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
342  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
343  * The caller must have disabled interrupts.
344  */
345 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
346                                 bool user)
347 {
348         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
349         if (!user && !is_idle_task(current)) {
350                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
351
352                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
353                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
354                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
355                           current->pid, current->comm,
356                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
357         }
358         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
359         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
360         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
361         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
362         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
363         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
364
365         /*
366          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
367          * in an RCU read-side critical section.
368          */
369         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
370                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
371         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
372                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
373         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
374                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
375 }
376
377 /*
378  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
379  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
380  */
381 static void rcu_eqs_enter(bool user)
382 {
383         long long oldval;
384         struct rcu_dynticks *rdtp;
385
386         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
387         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
388         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
389         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
390                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         else
392                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
393         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
394 }
395
396 /**
397  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
398  *
399  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
400  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
401  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
402  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
403  *
404  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
405  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
406  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
407  */
408 void rcu_idle_enter(void)
409 {
410         unsigned long flags;
411
412         local_irq_save(flags);
413         rcu_eqs_enter(false);
414         local_irq_restore(flags);
415 }
416 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
417
418 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
419 /**
420  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
421  *
422  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
423  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
424  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
425  * when the CPU runs in userspace.
426  */
427 void rcu_user_enter(void)
428 {
429         rcu_eqs_enter(1);
430 }
431
432 /**
433  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
434  * after the current irq returns.
435  *
436  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
437  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
438  * returns.
439  */
440 void rcu_user_enter_after_irq(void)
441 {
442         unsigned long flags;
443         struct rcu_dynticks *rdtp;
444
445         local_irq_save(flags);
446         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
447         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
448         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
449         rdtp->dynticks_nesting = 1;
450         local_irq_restore(flags);
451 }
452 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
453
454 /**
455  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
456  *
457  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
458  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
459  * sections can occur.
460  *
461  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
462  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
463  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
464  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
465  *
466  * Use things like work queues to work around this limitation.
467  *
468  * You have been warned.
469  */
470 void rcu_irq_exit(void)
471 {
472         unsigned long flags;
473         long long oldval;
474         struct rcu_dynticks *rdtp;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
478         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
479         rdtp->dynticks_nesting--;
480         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
481         if (rdtp->dynticks_nesting)
482                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
483         else
484                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
485         local_irq_restore(flags);
486 }
487
488 /*
489  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
490  *
491  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
492  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
493  * The caller must have disabled interrupts.
494  */
495 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
496                                int user)
497 {
498         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
499         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
500         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
501         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
502         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
503         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
504         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
505         if (!user && !is_idle_task(current)) {
506                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
507
508                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
509                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
511                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
512                           current->pid, current->comm,
513                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
514         }
515 }
516
517 /*
518  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
519  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
520  */
521 static void rcu_eqs_exit(bool user)
522 {
523         struct rcu_dynticks *rdtp;
524         long long oldval;
525
526         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
527         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
528         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
529         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
530                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
531         else
532                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
533         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
534 }
535
536 /**
537  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
538  *
539  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
540  * read-side critical sections can occur.
541  *
542  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
543  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
544  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
545  * now starting.
546  */
547 void rcu_idle_exit(void)
548 {
549         unsigned long flags;
550
551         local_irq_save(flags);
552         rcu_eqs_exit(false);
553         local_irq_restore(flags);
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
556
557 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
558 /**
559  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
560  *
561  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
562  * run a RCU read side critical section anytime.
563  */
564 void rcu_user_exit(void)
565 {
566         rcu_eqs_exit(1);
567 }
568
569 /**
570  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
571  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
572  *
573  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
574  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
575  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
576  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
577  */
578 void rcu_user_exit_after_irq(void)
579 {
580         unsigned long flags;
581         struct rcu_dynticks *rdtp;
582
583         local_irq_save(flags);
584         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
585         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
586         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
587         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
588         local_irq_restore(flags);
589 }
590 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
591
592 /**
593  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
594  *
595  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
596  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
597  * sections can occur.
598  *
599  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
600  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
601  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
602  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
603  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
604  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
605  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
606  *
607  * Use things like work queues to work around this limitation.
608  *
609  * You have been warned.
610  */
611 void rcu_irq_enter(void)
612 {
613         unsigned long flags;
614         struct rcu_dynticks *rdtp;
615         long long oldval;
616
617         local_irq_save(flags);
618         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
619         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
620         rdtp->dynticks_nesting++;
621         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
622         if (oldval)
623                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
624         else
625                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
626         local_irq_restore(flags);
627 }
628
629 /**
630  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
631  *
632  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
633  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
634  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
635  */
636 void rcu_nmi_enter(void)
637 {
638         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
639
640         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
641             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
642                 return;
643         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
644         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
645         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
646         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
647         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
648         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
649 }
650
651 /**
652  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
653  *
654  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
655  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
656  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
657  */
658 void rcu_nmi_exit(void)
659 {
660         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
661
662         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
663             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
664                 return;
665         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
666         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
667         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
668         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
669         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
670 }
671
672 /**
673  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
674  *
675  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
676  * or NMI handler, return true.
677  */
678 int rcu_is_cpu_idle(void)
679 {
680         int ret;
681
682         preempt_disable();
683         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
684         preempt_enable();
685         return ret;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
688
689 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
690
691 /*
692  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
693  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
694  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
695  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
696  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
697  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
698  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
699  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
700  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
701  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
702  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
703  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
704  * notifiers.
705  *
706  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
707  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
708  *
709  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
710  * errors from NMI handlers anyway.
711  */
712 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
713 {
714         struct rcu_data *rdp;
715         struct rcu_node *rnp;
716         bool ret;
717
718         if (in_nmi())
719                 return 1;
720         preempt_disable();
721         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
722         rnp = rdp->mynode;
723         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
724               !rcu_scheduler_fully_active;
725         preempt_enable();
726         return ret;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
729
730 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
731
732 /**
733  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
734  *
735  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
736  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
737  * disabled preemption.
738  */
739 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
740 {
741         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
742 }
743
744 /*
745  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
746  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
747  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
748  */
749 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
750 {
751         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
752         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
753 }
754
755 /*
756  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
757  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
758  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
759  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
760  */
761 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
762 {
763         unsigned int curr;
764         unsigned int snap;
765
766         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
767         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
768
769         /*
770          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
771          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
772          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
773          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
774          * read-side critical section that started before the beginning
775          * of the current RCU grace period.
776          */
777         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
778                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
779                 rdp->dynticks_fqs++;
780                 return 1;
781         }
782
783         /*
784          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
785          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
786          * state: If we see it offline even once, it has been through a
787          * quiescent state.
788          *
789          * The reason for insisting that the grace period be at least
790          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
791          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
792          * sections.
793          */
794         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
795                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
796         barrier();
797         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
798                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
799                 rdp->offline_fqs++;
800                 return 1;
801         }
802
803         /*
804          * There is a possibility that a CPU in adaptive-ticks state
805          * might run in the kernel with the scheduling-clock tick disabled
806          * for an extended time period.  Invoke rcu_kick_nohz_cpu() to
807          * force the CPU to restart the scheduling-clock tick in this
808          * CPU is in this state.
809          */
810         rcu_kick_nohz_cpu(rdp->cpu);
811
812         return 0;
813 }
814
815 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         rsp->gp_start = jiffies;
818         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
819 }
820
821 /*
822  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
823  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
824  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
825  * printed by the target CPU.
826  */
827 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
828 {
829         int cpu;
830         unsigned long flags;
831         struct rcu_node *rnp;
832
833         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
834                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
835                 if (rnp->qsmask != 0) {
836                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
837                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
838                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
839                 }
840                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
841         }
842 }
843
844 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
845 {
846         int cpu;
847         long delta;
848         unsigned long flags;
849         int ndetected = 0;
850         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
851         long totqlen = 0;
852
853         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
854
855         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
856         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
857         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
858                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
859                 return;
860         }
861         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
862         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
863
864         /*
865          * OK, time to rat on our buddy...
866          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
867          * RCU CPU stall warnings.
868          */
869         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
870                rsp->name);
871         print_cpu_stall_info_begin();
872         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
873                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
874                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
875                 if (rnp->qsmask != 0) {
876                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
877                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
878                                         print_cpu_stall_info(rsp,
879                                                              rnp->grplo + cpu);
880                                         ndetected++;
881                                 }
882                 }
883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
884         }
885
886         /*
887          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
888          * due to CPU offlining.
889          */
890         rnp = rcu_get_root(rsp);
891         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
892         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
893         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
894
895         print_cpu_stall_info_end();
896         for_each_possible_cpu(cpu)
897                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
898         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
899                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
900                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
901         if (ndetected == 0)
902                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
903         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
904                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
905
906         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
907
908         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
909
910         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
911 }
912
913 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
914 {
915         int cpu;
916         unsigned long flags;
917         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
918         long totqlen = 0;
919
920         /*
921          * OK, time to rat on ourselves...
922          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
923          * RCU CPU stall warnings.
924          */
925         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
926         print_cpu_stall_info_begin();
927         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
928         print_cpu_stall_info_end();
929         for_each_possible_cpu(cpu)
930                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
931         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
932                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
933         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
934                 dump_stack();
935
936         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
937         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
938                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
939                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
940         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
941
942         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
943 }
944
945 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
946 {
947         unsigned long j;
948         unsigned long js;
949         struct rcu_node *rnp;
950
951         if (rcu_cpu_stall_suppress)
952                 return;
953         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
954         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
955         rnp = rdp->mynode;
956         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
957             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
958
959                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
960                 print_cpu_stall(rsp);
961
962         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
963                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
964
965                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
966                 print_other_cpu_stall(rsp);
967         }
968 }
969
970 /**
971  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
972  *
973  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
974  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
975  * RCU grace periods.
976  *
977  * The caller must disable hard irqs.
978  */
979 void rcu_cpu_stall_reset(void)
980 {
981         struct rcu_state *rsp;
982
983         for_each_rcu_flavor(rsp)
984                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
985 }
986
987 /*
988  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
989  * This is used both when we started the grace period and when we notice
990  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
991  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
992  *  and must have irqs disabled.
993  */
994 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
995 {
996         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
997                 /*
998                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
999                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1000                  * go looking for one.
1001                  */
1002                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1003                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1004                 rdp->passed_quiesce = 0;
1005                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1006                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1007         }
1008 }
1009
1010 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1011 {
1012         unsigned long flags;
1013         struct rcu_node *rnp;
1014
1015         local_irq_save(flags);
1016         rnp = rdp->mynode;
1017         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1018             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1019                 local_irq_restore(flags);
1020                 return;
1021         }
1022         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1023         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1028  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1029  * on the CPU corresponding to rdp.
1030  */
1031 static int
1032 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1033 {
1034         unsigned long flags;
1035         int ret = 0;
1036
1037         local_irq_save(flags);
1038         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1039                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1040                 ret = 1;
1041         }
1042         local_irq_restore(flags);
1043         return ret;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1048  */
1049 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1050 {
1051         int i;
1052
1053         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1054                 return;
1055         rdp->nxtlist = NULL;
1056         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1057                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1062  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1063  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1064  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1065  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1066  *
1067  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1068  */
1069 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1070                                        struct rcu_node *rnp)
1071 {
1072         /*
1073          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1074          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1075          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1076          * period might have started, but just not yet gotten around
1077          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1078          */
1079         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1080                 return rnp->completed + 1;
1081
1082         /*
1083          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1084          * then the subsequent full grace period.
1085          */
1086         return rnp->completed + 2;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1091  * rcu_nocb_wait_gp().
1092  */
1093 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1094                                 unsigned long c, char *s)
1095 {
1096         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1097                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1098                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1103  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1104  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1105  *
1106  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1107  */
1108 static unsigned long __maybe_unused
1109 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1110 {
1111         unsigned long c;
1112         int i;
1113         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1114
1115         /*
1116          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1117          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1118          */
1119         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1120         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startleaf");
1121         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1122                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartleaf");
1123                 return c;
1124         }
1125
1126         /*
1127          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1128          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1129          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1130          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1131          * need to explicitly start one.
1132          */
1133         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1134             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1135                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1136                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleaf");
1137                 return c;
1138         }
1139
1140         /*
1141          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1142          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1143          * start one (if needed).
1144          */
1145         if (rnp != rnp_root)
1146                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1147
1148         /*
1149          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1150          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1151          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1152          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1153          */
1154         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1155         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1156                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1157                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1158
1159         /*
1160          * If the needed for the required grace period is already
1161          * recorded, trace and leave.
1162          */
1163         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1164                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartedroot");
1165                 goto unlock_out;
1166         }
1167
1168         /* Record the need for the future grace period. */
1169         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1170
1171         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1172         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1173                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleafroot");
1174         } else {
1175                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedroot");
1176                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1177         }
1178 unlock_out:
1179         if (rnp != rnp_root)
1180                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1181         return c;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1186  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1187  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1188  * waiting for this grace period to complete.
1189  */
1190 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1191 {
1192         int c = rnp->completed;
1193         int needmore;
1194         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1195
1196         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1197         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1198         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1199         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, needmore ? "CleanupMore" : "Cleanup");
1200         return needmore;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1205  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1206  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1207  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1208  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1209  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1210  * not hurt to call it repeatedly.
1211  *
1212  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1213  */
1214 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1215                                struct rcu_data *rdp)
1216 {
1217         unsigned long c;
1218         int i;
1219
1220         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1221         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1222                 return;
1223
1224         /*
1225          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1226          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1227          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1228          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1229          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1230          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1231          *
1232          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1233          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1234          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1235          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1236          * been assigned a ->completed number.
1237          */
1238         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1239         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1240                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1241                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1242                         break;
1243
1244         /*
1245          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1246          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1247          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1248          * be grouped into.
1249          */
1250         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1251                 return;
1252
1253         /*
1254          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1255          * full grace period and group them all in the sublist initially
1256          * indexed by "i".
1257          */
1258         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1259                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1260                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1261         }
1262         /* Record any needed additional grace periods. */
1263         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1264
1265         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1266         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1267                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1268         else
1269                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1274  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1275  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1276  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1277  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1278  *
1279  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1280  */
1281 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1282                             struct rcu_data *rdp)
1283 {
1284         int i, j;
1285
1286         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1287         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1288                 return;
1289
1290         /*
1291          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1292          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1293          */
1294         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1295                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1296                         break;
1297                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1298         }
1299         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1300         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1301                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1302
1303         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1304         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1305                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1306                         break;
1307                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1308                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1309         }
1310
1311         /* Classify any remaining callbacks. */
1312         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1317  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1318  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1319  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1320  */
1321 static void
1322 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1323 {
1324         /* Did another grace period end? */
1325         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1326
1327                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1328                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1329
1330         } else {
1331
1332                 /* Advance callbacks. */
1333                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1334
1335                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1336                 rdp->completed = rnp->completed;
1337                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1338
1339                 /*
1340                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1341                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1342                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1343                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1344                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1345                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1346                  * states we found for the old GP are now invalid.
1347                  */
1348                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1349                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1350                         rdp->passed_quiesce = 0;
1351                 }
1352
1353                 /*
1354                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1355                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1356                  */
1357                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1358                         rdp->qs_pending = 0;
1359         }
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1364  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1365  * belongs.
1366  */
1367 static void
1368 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1369 {
1370         unsigned long flags;
1371         struct rcu_node *rnp;
1372
1373         local_irq_save(flags);
1374         rnp = rdp->mynode;
1375         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1376             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1377                 local_irq_restore(flags);
1378                 return;
1379         }
1380         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1381         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1386  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1387  * this CPU.
1388  */
1389 static void
1390 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1391 {
1392         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1393         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1394
1395         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1396         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Initialize a new grace period.
1401  */
1402 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1403 {
1404         struct rcu_data *rdp;
1405         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1406
1407         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1408         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1409
1410         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1411                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1412                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1413                 return 0;
1414         }
1415
1416         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1417         rsp->gpnum++;
1418         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1419         record_gp_stall_check_time(rsp);
1420         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1421
1422         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1423         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1424
1425         /*
1426          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1427          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1428          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1429          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1430          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1431          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1432          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1433          * CPU-hotplug operations.
1434          *
1435          * The grace period cannot complete until the initialization
1436          * process finishes, because this kthread handles both.
1437          */
1438         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1439                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1440                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1441                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1442                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1443                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1444                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1445                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1446                 if (rnp == rdp->mynode)
1447                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1448                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1449                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1450                                             rnp->level, rnp->grplo,
1451                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1452                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1453 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1454                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1455                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1456                         udelay(200);
1457 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1458                 cond_resched();
1459         }
1460
1461         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1462         return 1;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Do one round of quiescent-state forcing.
1467  */
1468 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1469 {
1470         int fqs_state = fqs_state_in;
1471         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1472
1473         rsp->n_force_qs++;
1474         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1475                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1476                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1477                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1478         } else {
1479                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1480                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1481         }
1482         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1483         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1484                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1485                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1486                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1487         }
1488         return fqs_state;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Clean up after the old grace period.
1493  */
1494 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1495 {
1496         unsigned long gp_duration;
1497         int nocb = 0;
1498         struct rcu_data *rdp;
1499         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1500
1501         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1502         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1503         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1504                 rsp->gp_max = gp_duration;
1505
1506         /*
1507          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1508          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1509          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1510          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1511          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1512          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1513          */
1514         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1515
1516         /*
1517          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1518          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1519          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1520          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1521          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1522          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1523          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1524          */
1525         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1526                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1527                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1528                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1529                 if (rnp == rdp->mynode)
1530                         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1531                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1532                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1533                 cond_resched();
1534         }
1535         rnp = rcu_get_root(rsp);
1536         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1537         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1538
1539         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1540         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1541         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1542         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1543         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1544         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1545                 rsp->gp_flags = 1;
1546         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Body of kthread that handles grace periods.
1551  */
1552 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1553 {
1554         int fqs_state;
1555         unsigned long j;
1556         int ret;
1557         struct rcu_state *rsp = arg;
1558         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1559
1560         for (;;) {
1561
1562                 /* Handle grace-period start. */
1563                 for (;;) {
1564                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1565                                                  rsp->gp_flags &
1566                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1567                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1568                             rcu_gp_init(rsp))
1569                                 break;
1570                         cond_resched();
1571                         flush_signals(current);
1572                 }
1573
1574                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1575                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1576                 j = jiffies_till_first_fqs;
1577                 if (j > HZ) {
1578                         j = HZ;
1579                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1580                 }
1581                 for (;;) {
1582                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1583                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1584                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1585                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1586                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1587                                         j);
1588                         /* If grace period done, leave loop. */
1589                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1590                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1591                                 break;
1592                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1593                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1594                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1595                                 cond_resched();
1596                         } else {
1597                                 /* Deal with stray signal. */
1598                                 cond_resched();
1599                                 flush_signals(current);
1600                         }
1601                         j = jiffies_till_next_fqs;
1602                         if (j > HZ) {
1603                                 j = HZ;
1604                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1605                         } else if (j < 1) {
1606                                 j = 1;
1607                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1608                         }
1609                 }
1610
1611                 /* Handle grace-period end. */
1612                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1613         }
1614 }
1615
1616 static void rsp_wakeup(struct irq_work *work)
1617 {
1618         struct rcu_state *rsp = container_of(work, struct rcu_state, wakeup_work);
1619
1620         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1621         wake_up(&rsp->gp_wq);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1626  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1627  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1628  *
1629  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1630  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1631  * quiescent state.
1632  */
1633 static void
1634 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1635                       struct rcu_data *rdp)
1636 {
1637         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1638                 /*
1639                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1640                  * task, this CPU does not need another grace period,
1641                  * or a grace period is already in progress.
1642                  * Either way, don't start a new grace period.
1643                  */
1644                 return;
1645         }
1646         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1647
1648         /*
1649          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1650          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Deter
1651          * the wakeup to interrupt context.
1652          */
1653         irq_work_queue(&rsp->wakeup_work);
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1658  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1659  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1660  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1661  * that is encountered beforehand.
1662  */
1663 static void
1664 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1665 {
1666         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1667         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1668
1669         /*
1670          * If there is no grace period in progress right now, any
1671          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1672          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1673          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1674          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1675          * then start the grace period!
1676          */
1677         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1678         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1683  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1684  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1685  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1686  * is released before return.
1687  */
1688 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1689         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1690 {
1691         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1692         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1693         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1698  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1699  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1700  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1701  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1702  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1703  */
1704 static void
1705 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1706                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1707         __releases(rnp->lock)
1708 {
1709         struct rcu_node *rnp_c;
1710
1711         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1712         for (;;) {
1713                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1714
1715                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1716                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1717                         return;
1718                 }
1719                 rnp->qsmask &= ~mask;
1720                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1721                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1722                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1723                                                  !!rnp->gp_tasks);
1724                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1725
1726                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1727                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1728                         return;
1729                 }
1730                 mask = rnp->grpmask;
1731                 if (rnp->parent == NULL) {
1732
1733                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1734
1735                         break;
1736                 }
1737                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1738                 rnp_c = rnp;
1739                 rnp = rnp->parent;
1740                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1741                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1742         }
1743
1744         /*
1745          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1746          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1747          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1748          */
1749         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1754  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1755  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1756  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1757  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1758  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1759  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1760  */
1761 static void
1762 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1763 {
1764         unsigned long flags;
1765         unsigned long mask;
1766         struct rcu_node *rnp;
1767
1768         rnp = rdp->mynode;
1769         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1770         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1771             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1772
1773                 /*
1774                  * The grace period in which this quiescent state was
1775                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1776                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1777                  * within the current grace period.
1778                  */
1779                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1780                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1781                 return;
1782         }
1783         mask = rdp->grpmask;
1784         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1785                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1786         } else {
1787                 rdp->qs_pending = 0;
1788
1789                 /*
1790                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1791                  * callbacks can be processed during the next GP.
1792                  */
1793                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1794
1795                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1796         }
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1801  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1802  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1803  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1804  */
1805 static void
1806 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1807 {
1808         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1809         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1810                 return;
1811
1812         /*
1813          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1814          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1815          */
1816         if (!rdp->qs_pending)
1817                 return;
1818
1819         /*
1820          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1821          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1822          */
1823         if (!rdp->passed_quiesce)
1824                 return;
1825
1826         /*
1827          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1828          * judge of that).
1829          */
1830         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1831 }
1832
1833 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1834
1835 /*
1836  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1837  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1838  * ->orphan_lock.
1839  */
1840 static void
1841 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1842                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1843 {
1844         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1845         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1846                 return;
1847
1848         /*
1849          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1850          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1851          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1852          */
1853         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1854                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1855                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1856                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1857                 rdp->qlen_lazy = 0;
1858                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1859         }
1860
1861         /*
1862          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1863          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1864          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1865          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1866          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1867          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1868          * we just reset the whole thing later on.
1869          */
1870         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1871                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1872                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1873                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1874         }
1875
1876         /*
1877          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1878          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1879          * required to pass though another grace period: They are done.
1880          */
1881         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1882                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1883                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1884         }
1885
1886         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1887         init_callback_list(rdp);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1892  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1893  */
1894 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1895 {
1896         int i;
1897         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1898
1899         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1900         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1901                 return;
1902
1903         /* Do the accounting first. */
1904         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1905         rdp->qlen += rsp->qlen;
1906         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1907         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1908                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1909         rsp->qlen_lazy = 0;
1910         rsp->qlen = 0;
1911
1912         /*
1913          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1914          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1915          * we are the task doing the rcu_barrier().
1916          */
1917
1918         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1919         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1920                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1921                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1922                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1923                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1924                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1925                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1926                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1927         }
1928
1929         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1930         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1931                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1932                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1933                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1934                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1935         }
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1940  */
1941 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1942 {
1943         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1944         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1945         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1946
1947         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1948         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1949                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1950                                "cpuofl");
1951 }
1952
1953 /*
1954  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1955  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1956  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1957  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1958  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1959  */
1960 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1961 {
1962         unsigned long flags;
1963         unsigned long mask;
1964         int need_report = 0;
1965         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1966         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1967
1968         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1969         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1970
1971         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1972
1973         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1974         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1975         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1976
1977         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1978         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1979         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1980
1981         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1982         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1983         do {
1984                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1985                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1986                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1987                         if (rnp != rdp->mynode)
1988                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1989                         break;
1990                 }
1991                 if (rnp == rdp->mynode)
1992                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1993                 else
1994                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1995                 mask = rnp->grpmask;
1996                 rnp = rnp->parent;
1997         } while (rnp != NULL);
1998
1999         /*
2000          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2001          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2002          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2003          * held leads to deadlock.
2004          */
2005         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2006         rnp = rdp->mynode;
2007         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2008                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2009         else
2010                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2011         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2012                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2013         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2014                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2015                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2016         init_callback_list(rdp);
2017         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2018         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2019         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2020 }
2021
2022 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2023
2024 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2025 {
2026 }
2027
2028 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2029 {
2030 }
2031
2032 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2033
2034 /*
2035  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2036  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2037  */
2038 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2039 {
2040         unsigned long flags;
2041         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2042         long bl, count, count_lazy;
2043         int i;
2044
2045         /* If no callbacks are ready, just return. */
2046         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2047                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2048                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2049                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2050                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2051                 return;
2052         }
2053
2054         /*
2055          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2056          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2057          */
2058         local_irq_save(flags);
2059         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2060         bl = rdp->blimit;
2061         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2062         list = rdp->nxtlist;
2063         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2064         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2065         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2066         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2067                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2068                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2069         local_irq_restore(flags);
2070
2071         /* Invoke callbacks. */
2072         count = count_lazy = 0;
2073         while (list) {
2074                 next = list->next;
2075                 prefetch(next);
2076                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2077                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2078                         count_lazy++;
2079                 list = next;
2080                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2081                 if (++count >= bl &&
2082                     (need_resched() ||
2083                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2084                         break;
2085         }
2086
2087         local_irq_save(flags);
2088         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2089                             is_idle_task(current),
2090                             rcu_is_callbacks_kthread());
2091
2092         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2093         if (list != NULL) {
2094                 *tail = rdp->nxtlist;
2095                 rdp->nxtlist = list;
2096                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2097                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2098                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2099                         else
2100                                 break;
2101         }
2102         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2103         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2104         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2105         rdp->n_cbs_invoked += count;
2106
2107         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2108         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2109                 rdp->blimit = blimit;
2110
2111         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2112         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2113                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2114                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2115         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2116                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2117         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2118
2119         local_irq_restore(flags);
2120
2121         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2122         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2123                 invoke_rcu_core();
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2128  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2129  * Also schedule RCU core processing.
2130  *
2131  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2132  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2133  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2134  */
2135 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2136 {
2137         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
2138         increment_cpu_stall_ticks();
2139         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2140
2141                 /*
2142                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2143                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2144                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2145                  * a quiescent state, so note it.
2146                  *
2147                  * No memory barrier is required here because both
2148                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2149                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2150                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2151                  */
2152
2153                 rcu_sched_qs(cpu);
2154                 rcu_bh_qs(cpu);
2155
2156         } else if (!in_softirq()) {
2157
2158                 /*
2159                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2160                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2161                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2162                  * critical section, so note it.
2163                  */
2164
2165                 rcu_bh_qs(cpu);
2166         }
2167         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2168         if (rcu_pending(cpu))
2169                 invoke_rcu_core();
2170         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2175  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2176  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2177  *
2178  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2179  */
2180 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2181 {
2182         unsigned long bit;
2183         int cpu;
2184         unsigned long flags;
2185         unsigned long mask;
2186         struct rcu_node *rnp;
2187
2188         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2189                 cond_resched();
2190                 mask = 0;
2191                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2192                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2193                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2194                         return;
2195                 }
2196                 if (rnp->qsmask == 0) {
2197                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2198                         continue;
2199                 }
2200                 cpu = rnp->grplo;
2201                 bit = 1;
2202                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2203                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2204                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2205                                 mask |= bit;
2206                 }
2207                 if (mask != 0) {
2208
2209                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2210                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2211                         continue;
2212                 }
2213                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2214         }
2215         rnp = rcu_get_root(rsp);
2216         if (rnp->qsmask == 0) {
2217                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2218                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2219         }
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2224  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2225  */
2226 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2227 {
2228         unsigned long flags;
2229         bool ret;
2230         struct rcu_node *rnp;
2231         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2232
2233         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2234         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2235         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2236                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2237                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2238                 if (rnp_old != NULL)
2239                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2240                 if (ret) {
2241                         rsp->n_force_qs_lh++;
2242                         return;
2243                 }
2244                 rnp_old = rnp;
2245         }
2246         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2247
2248         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2249         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2250         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2251         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2252                 rsp->n_force_qs_lh++;
2253                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2254                 return;  /* Someone beat us to it. */
2255         }
2256         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2257         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2258         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2259 }
2260
2261 /*
2262  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2263  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2264  * whom the rdp belongs.
2265  */
2266 static void
2267 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2268 {
2269         unsigned long flags;
2270         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2271
2272         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2273
2274         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2275         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2276
2277         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2278         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2279
2280         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2281         local_irq_save(flags);
2282         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2283                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2284                 rcu_start_gp(rsp);
2285                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2286         } else {
2287                 local_irq_restore(flags);
2288         }
2289
2290         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2291         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2292                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Do RCU core processing for the current CPU.
2297  */
2298 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2299 {
2300         struct rcu_state *rsp;
2301
2302         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2303                 return;
2304         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2305         for_each_rcu_flavor(rsp)
2306                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2307         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2312  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2313  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2314  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2315  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2316  */
2317 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2318 {
2319         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2320                 return;
2321         if (likely(!rsp->boost)) {
2322                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2323                 return;
2324         }
2325         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2326 }
2327
2328 static void invoke_rcu_core(void)
2329 {
2330         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2331                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2336  */
2337 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2338                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2339 {
2340         /*
2341          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2342          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2343          */
2344         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2345                 invoke_rcu_core();
2346
2347         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2348         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2349                 return;
2350
2351         /*
2352          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2353          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2354          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2355          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2356          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2357          */
2358         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2359
2360                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2361                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2362                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2363
2364                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2365                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2366                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2367
2368                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2369                         rcu_start_gp(rsp);
2370                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2371                 } else {
2372                         /* Give the grace period a kick. */
2373                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2374                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2375                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2376                                 force_quiescent_state(rsp);
2377                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2378                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2379                 }
2380         }
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2385  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2386  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2387  * is expected to specify a CPU.
2388  */
2389 static void
2390 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2391            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2392 {
2393         unsigned long flags;
2394         struct rcu_data *rdp;
2395
2396         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2397         debug_rcu_head_queue(head);
2398         head->func = func;
2399         head->next = NULL;
2400
2401         /*
2402          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2403          * Note that we might see a beginning right after we see an
2404          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2405          * a quiescent state betweentimes.
2406          */
2407         local_irq_save(flags);
2408         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2409
2410         /* Add the callback to our list. */
2411         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2412                 int offline;
2413
2414                 if (cpu != -1)
2415                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2416                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2417                 WARN_ON_ONCE(offline);
2418                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2419                 local_irq_restore(flags);
2420                 return;
2421         }
2422         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2423         if (lazy)
2424                 rdp->qlen_lazy++;
2425         else
2426                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2427         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2428         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2429         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2430
2431         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2432                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2433                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2434         else
2435                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2436
2437         /* Go handle any RCU core processing required. */
2438         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2439         local_irq_restore(flags);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2444  */
2445 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2446 {
2447         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2448 }
2449 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2450
2451 /*
2452  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2453  */
2454 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2455 {
2456         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2457 }
2458 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2459
2460 /*
2461  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2462  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2463  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2464  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2465  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2466  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2467  * some overhead: RCU still operates correctly.
2468  */
2469 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2470 {
2471         int ret;
2472
2473         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2474         preempt_disable();
2475         ret = num_online_cpus() <= 1;
2476         preempt_enable();
2477         return ret;
2478 }
2479
2480 /**
2481  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2482  *
2483  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2484  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2485  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2486  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2487  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2488  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2489  * rcu_read_lock_sched().
2490  *
2491  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2492  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2493  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2494  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2495  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2496  *
2497  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2498  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2499  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2500  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2501  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2502  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2503  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2504  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2505  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2506  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2507  * that are executing in the kernel.
2508  *
2509  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2510  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2511  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2512  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2513  * again only if the system has more than one CPU).
2514  *
2515  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2516  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2517  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2518  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2519  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2520  */
2521 void synchronize_sched(void)
2522 {
2523         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2524                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2525                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2526                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2527         if (rcu_blocking_is_gp())
2528                 return;
2529         if (rcu_expedited)
2530                 synchronize_sched_expedited();
2531         else
2532                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2533 }
2534 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2535
2536 /**
2537  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2538  *
2539  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2540  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2541  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2542  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2543  * and may be nested.
2544  *
2545  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2546  * on memory ordering guarantees.
2547  */
2548 void synchronize_rcu_bh(void)
2549 {
2550         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2551                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2552                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2553                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2554         if (rcu_blocking_is_gp())
2555                 return;
2556         if (rcu_expedited)
2557                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2558         else
2559                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2562
2563 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2564 {
2565         /*
2566          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2567          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2568          * time that it returns.
2569          *
2570          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2571          * above condition is already met when the control reaches
2572          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2573          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2574          * robustness against future implementation changes.
2575          */
2576         smp_mb(); /* See above comment block. */
2577         return 0;
2578 }
2579
2580 /**
2581  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2582  *
2583  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2584  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2585  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2586  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2587  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2588  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2589  * synchronize_sched() instead.
2590  *
2591  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2592  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2593  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2594  * these restriction will result in deadlock.
2595  *
2596  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2597  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2598  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2599  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2600  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2601  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2602  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2603  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2604  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2605  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2606  *
2607  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2608  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2609  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2610  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2611  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2612  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2613  * doing our work for us.
2614  *
2615  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2616  */
2617 void synchronize_sched_expedited(void)
2618 {
2619         long firstsnap, s, snap;
2620         int trycount = 0;
2621         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2622
2623         /*
2624          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2625          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2626          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2627          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2628          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2629          * course be required on a 64-bit system.
2630          */
2631         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2632                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2633                          ULONG_MAX / 8)) {
2634                 synchronize_sched();
2635                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2636                 return;
2637         }
2638
2639         /*
2640          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2641          * full memory barrier.
2642          */
2643         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2644         firstsnap = snap;
2645         get_online_cpus();
2646         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2647
2648         /*
2649          * Each pass through the following loop attempts to force a
2650          * context switch on each CPU.
2651          */
2652         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2653                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2654                              NULL) == -EAGAIN) {
2655                 put_online_cpus();
2656                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2657
2658                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2659                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2660                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2661                         /* ensure test happens before caller kfree */
2662                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2663                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2664                         return;
2665                 }
2666
2667                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2668                 if (trycount++ < 10) {
2669                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2670                 } else {
2671                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2672                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2673                         return;
2674                 }
2675
2676                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2677                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2678                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2679                         /* ensure test happens before caller kfree */
2680                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2681                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2682                         return;
2683                 }
2684
2685                 /*
2686                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2687                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2688                  * after they started, so our grace period works for them,
2689                  * and they started after our first try, so their grace
2690                  * period works for us.
2691                  */
2692                 get_online_cpus();
2693                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2694                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2695         }
2696         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2697
2698         /*
2699          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2700          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2701          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2702          * than we did already did their update.
2703          */
2704         do {
2705                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2706                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2707                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2708                         /* ensure test happens before caller kfree */
2709                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2710                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2711                         break;
2712                 }
2713         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2714         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2715
2716         put_online_cpus();
2717 }
2718 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2719
2720 /*
2721  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2722  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2723  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2724  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2725  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2726  */
2727 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2728 {
2729         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2730
2731         rdp->n_rcu_pending++;
2732
2733         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2734         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2735
2736         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2737         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2738             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2739                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2740         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2741                 rdp->n_rp_report_qs++;
2742                 return 1;
2743         }
2744
2745         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2746         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2747                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2748                 return 1;
2749         }
2750
2751         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2752         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2753                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2754                 return 1;
2755         }
2756
2757         /* Has another RCU grace period completed?  */
2758         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2759                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2760                 return 1;
2761         }
2762
2763         /* Has a new RCU grace period started? */
2764         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2765                 rdp->n_rp_gp_started++;
2766                 return 1;
2767         }
2768
2769         /* nothing to do */
2770         rdp->n_rp_need_nothing++;
2771         return 0;
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2776  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2777  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2778  */
2779 static int rcu_pending(int cpu)
2780 {
2781         struct rcu_state *rsp;
2782
2783         for_each_rcu_flavor(rsp)
2784                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2785                         return 1;
2786         return 0;
2787 }
2788
2789 /*
2790  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2791  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2792  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2793  */
2794 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2795 {
2796         bool al = true;
2797         bool hc = false;
2798         struct rcu_data *rdp;
2799         struct rcu_state *rsp;
2800
2801         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2802                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2803                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2804                         al = false;
2805                 if (rdp->nxtlist)
2806                         hc = true;
2807         }
2808         if (all_lazy)
2809                 *all_lazy = al;
2810         return hc;
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2815  * the compiler is expected to optimize this away.
2816  */
2817 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2818                                int cpu, unsigned long done)
2819 {
2820         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2821                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2826  * up the task executing _rcu_barrier().
2827  */
2828 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2829 {
2830         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2831         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2832
2833         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2834                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2835                 complete(&rsp->barrier_completion);
2836         } else {
2837                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2838         }
2839 }
2840
2841 /*
2842  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2843  */
2844 static void rcu_barrier_func(void *type)
2845 {
2846         struct rcu_state *rsp = type;
2847         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2848
2849         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2850         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2851         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2856  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2857  */
2858 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2859 {
2860         int cpu;
2861         struct rcu_data *rdp;
2862         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2863         unsigned long snap_done;
2864
2865         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2866
2867         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2868         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2869
2870         /*
2871          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2872          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2873          */
2874         smp_mb();  /* See above block comment. */
2875
2876         /*
2877          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2878          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2879          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2880          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2881          */
2882         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2883         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2884         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2885                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2886                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2887                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2888                 return;
2889         }
2890
2891         /*
2892          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2893          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2894          * the increment to precede the early-exit check.
2895          */
2896         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2897         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2898         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2899         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2900
2901         /*
2902          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2903          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2904          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2905          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2906          */
2907         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2908         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2909         get_online_cpus();
2910
2911         /*
2912          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2913          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2914          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2915          */
2916         for_each_possible_cpu(cpu) {
2917                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
2918                         continue;
2919                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2920                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
2921                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2922                                            rsp->n_barrier_done);
2923                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2924                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2925                                    rsp, cpu, 0);
2926                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2927                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2928                                            rsp->n_barrier_done);
2929                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2930                 } else {
2931                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2932                                            rsp->n_barrier_done);
2933                 }
2934         }
2935         put_online_cpus();
2936
2937         /*
2938          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2939          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2940          */
2941         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2942                 complete(&rsp->barrier_completion);
2943
2944         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2945         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2946         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2947         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2948         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2949         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2950
2951         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2952         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2953
2954         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2955         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2956 }
2957
2958 /**
2959  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2960  */
2961 void rcu_barrier_bh(void)
2962 {
2963         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2966
2967 /**
2968  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2969  */
2970 void rcu_barrier_sched(void)
2971 {
2972         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2975
2976 /*
2977  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2978  */
2979 static void __init
2980 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2981 {
2982         unsigned long flags;
2983         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2984         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2985
2986         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2987         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2988         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2989         init_callback_list(rdp);
2990         rdp->qlen_lazy = 0;
2991         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2992         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2993         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2994         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2995         rdp->cpu = cpu;
2996         rdp->rsp = rsp;
2997         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2998         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3003  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3004  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3005  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3006  */
3007 static void __cpuinit
3008 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
3009 {
3010         unsigned long flags;
3011         unsigned long mask;
3012         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3013         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3014
3015         /* Exclude new grace periods. */
3016         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3017
3018         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3019         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3020         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3021         rdp->preemptible = preemptible;
3022         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3023         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3024         rdp->blimit = blimit;
3025         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3026         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3027         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3028                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3029         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3030
3031         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3032         rnp = rdp->mynode;
3033         mask = rdp->grpmask;
3034         do {
3035                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3036                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3037                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3038                 mask = rnp->grpmask;
3039                 if (rnp == rdp->mynode) {
3040                         /*
3041                          * If there is a grace period in progress, we will
3042                          * set up to wait for it next time we run the
3043                          * RCU core code.
3044                          */
3045                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3046                         rdp->completed = rnp->completed;
3047                         rdp->passed_quiesce = 0;
3048                         rdp->qs_pending = 0;
3049                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
3050                 }
3051                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3052                 rnp = rnp->parent;
3053         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3054         local_irq_restore(flags);
3055
3056         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3057 }
3058
3059 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
3060 {
3061         struct rcu_state *rsp;
3062
3063         for_each_rcu_flavor(rsp)
3064                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3065                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Handle CPU online/offline notification events.
3070  */
3071 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3072                                     unsigned long action, void *hcpu)
3073 {
3074         long cpu = (long)hcpu;
3075         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3076         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3077         struct rcu_state *rsp;
3078
3079         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
3080         switch (action) {
3081         case CPU_UP_PREPARE:
3082         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3083                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3084                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3085                 break;
3086         case CPU_ONLINE:
3087         case CPU_DOWN_FAILED:
3088                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3089                 break;
3090         case CPU_DOWN_PREPARE:
3091                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3092                 break;
3093         case CPU_DYING:
3094         case CPU_DYING_FROZEN:
3095                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3096                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3097                 break;
3098         case CPU_DEAD:
3099         case CPU_DEAD_FROZEN:
3100         case CPU_UP_CANCELED:
3101         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3102                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3103                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3104                 break;
3105         default:
3106                 break;
3107         }
3108         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
3109         return NOTIFY_OK;
3110 }
3111
3112 /*
3113  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3114  */
3115 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3116 {
3117         unsigned long flags;
3118         struct rcu_node *rnp;
3119         struct rcu_state *rsp;
3120         struct task_struct *t;
3121
3122         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3123                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
3124                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3125                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3126                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3127                 rsp->gp_kthread = t;
3128                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3129                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3130         }
3131         return 0;
3132 }
3133 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3134
3135 /*
3136  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3137  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3138  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3139  * task is booting the system).  After this function is called, the
3140  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3141  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3142  */
3143 void rcu_scheduler_starting(void)
3144 {
3145         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3146         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3147         rcu_scheduler_active = 1;
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3152  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3153  */
3154 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3155 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3156 {
3157         int i;
3158
3159         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3160                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3161         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3162 }
3163 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3164 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3165 {
3166         int ccur;
3167         int cprv;
3168         int i;
3169
3170         cprv = nr_cpu_ids;
3171         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3172                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3173                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3174                 cprv = ccur;
3175         }
3176 }
3177 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3178
3179 /*
3180  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3181  */
3182 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3183                 struct rcu_data __percpu *rda)
3184 {
3185         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3186                                "rcu_node_1",
3187                                "rcu_node_2",
3188                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3189         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3190                                "rcu_node_fqs_1",
3191                                "rcu_node_fqs_2",
3192                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3193         int cpustride = 1;
3194         int i;
3195         int j;
3196         struct rcu_node *rnp;
3197
3198         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3199
3200         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3201         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3202                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3203
3204         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3205
3206         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3207                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3208         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3209                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3210         rcu_init_levelspread(rsp);
3211
3212         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3213
3214         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3215                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3216                 rnp = rsp->level[i];
3217                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3218                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3219                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3220                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3221                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3222                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3223                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3224                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3225                         rnp->completed = rsp->completed;
3226                         rnp->qsmask = 0;
3227                         rnp->qsmaskinit = 0;
3228                         rnp->grplo = j * cpustride;
3229                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3230                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3231                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3232                         if (i == 0) {
3233                                 rnp->grpnum = 0;
3234                                 rnp->grpmask = 0;
3235                                 rnp->parent = NULL;
3236                         } else {
3237                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3238                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3239                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3240                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3241                         }
3242                         rnp->level = i;
3243                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3244                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3245                 }
3246         }
3247
3248         rsp->rda = rda;
3249         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3250         init_irq_work(&rsp->wakeup_work, rsp_wakeup);
3251         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3252         for_each_possible_cpu(i) {
3253                 while (i > rnp->grphi)
3254                         rnp++;
3255                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3256                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3257         }
3258         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3259 }
3260
3261 /*
3262  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3263  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3264  * the ->node array in the rcu_state structure.
3265  */
3266 static void __init rcu_init_geometry(void)
3267 {
3268         int i;
3269         int j;
3270         int n = nr_cpu_ids;
3271         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3272
3273         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3274         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3275             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3276                 return;
3277
3278         /*
3279          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3280          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3281          * some of the arithmetic easier.
3282          */
3283         rcu_capacity[0] = 1;
3284         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3285         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3286                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3287
3288         /*
3289          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3290          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3291          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3292          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3293          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3294          * compile-time values if these limits are exceeded.
3295          */
3296         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3297             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3298             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3299                 WARN_ON(1);
3300                 return;
3301         }
3302
3303         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3304         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3305                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3306                         for (j = 0; j <= i; j++)
3307                                 num_rcu_lvl[j] =
3308                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3309                         rcu_num_lvls = i;
3310                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3311                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3312                         break;
3313                 }
3314
3315         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3316         rcu_num_nodes = 0;
3317         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3318                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3319         rcu_num_nodes -= n;
3320 }
3321
3322 void __init rcu_init(void)
3323 {
3324         int cpu;
3325
3326         rcu_bootup_announce();
3327         rcu_init_geometry();
3328         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3329         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3330         __rcu_init_preempt();
3331         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3332
3333         /*
3334          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3335          * this is called early in boot, before either interrupts
3336          * or the scheduler are operational.
3337          */
3338         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3339         for_each_online_cpu(cpu)
3340                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3341 }
3342
3343 #include "rcutree_plugin.h"