rcu: Detect illegal rcu dereference in extended quiescent state
[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
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = LLONG_MAX / 2,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp)
352 {
353         if (rdtp->dynticks_nesting) {
354                 trace_rcu_dyntick("--=", rdtp->dynticks_nesting);
355                 return;
356         }
357         trace_rcu_dyntick("Start", rdtp->dynticks_nesting);
358         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
359                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
360                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task",
361                                    rdtp->dynticks_nesting);
362                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
363         }
364         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
365         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
366         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
367         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
368         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
373  *
374  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
375  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
376  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
377  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
378  *
379  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
380  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
381  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
382  */
383 void rcu_idle_enter(void)
384 {
385         unsigned long flags;
386         struct rcu_dynticks *rdtp;
387
388         local_irq_save(flags);
389         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
390         rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         rcu_idle_enter_common(rdtp);
392         local_irq_restore(flags);
393 }
394
395 /**
396  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
397  *
398  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
399  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
400  * sections can occur.
401  *
402  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
403  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
404  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
405  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
406  *
407  * Use things like work queues to work around this limitation.
408  *
409  * You have been warned.
410  */
411 void rcu_irq_exit(void)
412 {
413         unsigned long flags;
414         struct rcu_dynticks *rdtp;
415
416         local_irq_save(flags);
417         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
418         rdtp->dynticks_nesting--;
419         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
420         rcu_idle_enter_common(rdtp);
421         local_irq_restore(flags);
422 }
423
424 /*
425  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
426  *
427  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
428  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
429  * The caller must have disabled interrupts.
430  */
431 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
432 {
433         if (oldval) {
434                 trace_rcu_dyntick("++=", rdtp->dynticks_nesting);
435                 return;
436         }
437         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
438         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
439         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
440         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
441         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
442         trace_rcu_dyntick("End", oldval);
443         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
444                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
445                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task", oldval);
446                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
447         }
448 }
449
450 /**
451  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
452  *
453  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
454  * read-side critical sections can occur.
455  *
456  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to LLONG_MAX/2 to allow for
457  * the possibility of usermode upcalls messing up our count
458  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
459  * now starting.
460  */
461 void rcu_idle_exit(void)
462 {
463         unsigned long flags;
464         struct rcu_dynticks *rdtp;
465         long long oldval;
466
467         local_irq_save(flags);
468         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
469         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
470         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
471         rdtp->dynticks_nesting = LLONG_MAX / 2;
472         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
473         local_irq_restore(flags);
474 }
475
476 /**
477  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
478  *
479  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
480  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
481  * sections can occur.
482  *
483  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
484  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
485  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
486  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
487  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
488  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
489  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
490  *
491  * Use things like work queues to work around this limitation.
492  *
493  * You have been warned.
494  */
495 void rcu_irq_enter(void)
496 {
497         unsigned long flags;
498         struct rcu_dynticks *rdtp;
499         long long oldval;
500
501         local_irq_save(flags);
502         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
503         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
504         rdtp->dynticks_nesting++;
505         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
506         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
507         local_irq_restore(flags);
508 }
509
510 /**
511  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
512  *
513  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
514  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
515  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
516  */
517 void rcu_nmi_enter(void)
518 {
519         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
520
521         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
522             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
523                 return;
524         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
525         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
526         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
527         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
528         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
529         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
530 }
531
532 /**
533  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
534  *
535  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
536  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
537  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
538  */
539 void rcu_nmi_exit(void)
540 {
541         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
542
543         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
544             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
545                 return;
546         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
547         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
548         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
549         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
550         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
551 }
552
553 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
554
555 /**
556  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
557  *
558  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
559  * or NMI handler, return true.
560  */
561 int rcu_is_cpu_idle(void)
562 {
563         int ret;
564
565         preempt_disable();
566         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
567         preempt_enable();
568         return ret;
569 }
570 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
571
572 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
573
574 /**
575  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
576  *
577  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
578  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
579  * disabled preemption.
580  */
581 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
582 {
583         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_SMP
587
588 /*
589  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
590  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
591  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
592  */
593 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
594 {
595         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
596         return 0;
597 }
598
599 /*
600  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
601  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
602  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
603  * for this same CPU.
604  */
605 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
606 {
607         unsigned int curr;
608         unsigned int snap;
609
610         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
611         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
612
613         /*
614          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
615          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
616          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
617          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
618          * read-side critical section that started before the beginning
619          * of the current RCU grace period.
620          */
621         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
622                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
623                 rdp->dynticks_fqs++;
624                 return 1;
625         }
626
627         /* Go check for the CPU being offline. */
628         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
629 }
630
631 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
632
633 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
634
635 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
636 {
637         rsp->gp_start = jiffies;
638         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
639 }
640
641 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
642 {
643         int cpu;
644         long delta;
645         unsigned long flags;
646         int ndetected;
647         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
648
649         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
650
651         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
652         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
653         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
654                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
655                 return;
656         }
657         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
658
659         /*
660          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
661          * due to CPU offlining.
662          */
663         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
664         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
665
666         /*
667          * OK, time to rat on our buddy...
668          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
669          * RCU CPU stall warnings.
670          */
671         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
672                rsp->name);
673         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
674                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
675                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
676                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
677                 if (rnp->qsmask == 0)
678                         continue;
679                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
680                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
681                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
682                                 ndetected++;
683                         }
684         }
685         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
686                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
687         if (ndetected == 0)
688                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
689         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
690                 dump_stack();
691
692         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
693
694         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
695
696         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
697 }
698
699 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
700 {
701         unsigned long flags;
702         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
703
704         /*
705          * OK, time to rat on ourselves...
706          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
707          * RCU CPU stall warnings.
708          */
709         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
710                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
711         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
712                 dump_stack();
713
714         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
715         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
716                 rsp->jiffies_stall =
717                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
718         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
719
720         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
721 }
722
723 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
724 {
725         unsigned long j;
726         unsigned long js;
727         struct rcu_node *rnp;
728
729         if (rcu_cpu_stall_suppress)
730                 return;
731         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
732         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
733         rnp = rdp->mynode;
734         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
735
736                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
737                 print_cpu_stall(rsp);
738
739         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
740                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
741
742                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
743                 print_other_cpu_stall(rsp);
744         }
745 }
746
747 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
748 {
749         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
750         return NOTIFY_DONE;
751 }
752
753 /**
754  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
755  *
756  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
757  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
758  * RCU grace periods.
759  *
760  * The caller must disable hard irqs.
761  */
762 void rcu_cpu_stall_reset(void)
763 {
764         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
765         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
766         rcu_preempt_stall_reset();
767 }
768
769 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
770         .notifier_call = rcu_panic,
771 };
772
773 static void __init check_cpu_stall_init(void)
774 {
775         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
776 }
777
778 /*
779  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
780  * This is used both when we started the grace period and when we notice
781  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
782  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
783  *  and must have irqs disabled.
784  */
785 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
786 {
787         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
788                 /*
789                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
790                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
791                  * go looking for one.
792                  */
793                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
794                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
795                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
796                         rdp->qs_pending = 1;
797                         rdp->passed_quiesce = 0;
798                 } else
799                         rdp->qs_pending = 0;
800         }
801 }
802
803 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
804 {
805         unsigned long flags;
806         struct rcu_node *rnp;
807
808         local_irq_save(flags);
809         rnp = rdp->mynode;
810         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
811             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
812                 local_irq_restore(flags);
813                 return;
814         }
815         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
816         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
817 }
818
819 /*
820  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
821  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
822  * on the CPU corresponding to rdp.
823  */
824 static int
825 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
826 {
827         unsigned long flags;
828         int ret = 0;
829
830         local_irq_save(flags);
831         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
832                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
833                 ret = 1;
834         }
835         local_irq_restore(flags);
836         return ret;
837 }
838
839 /*
840  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
841  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
842  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
843  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
844  */
845 static void
846 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
847 {
848         /* Did another grace period end? */
849         if (rdp->completed != rnp->completed) {
850
851                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
852                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
853                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
854                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
855
856                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
857                 rdp->completed = rnp->completed;
858                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
859
860                 /*
861                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
862                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
863                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
864                  * spurious new grace periods.  If another grace period
865                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
866                  * we will detect this later on.
867                  */
868                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
869                         rdp->gpnum = rdp->completed;
870
871                 /*
872                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
873                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
874                  */
875                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
876                         rdp->qs_pending = 0;
877         }
878 }
879
880 /*
881  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
882  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
883  * belongs.
884  */
885 static void
886 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
887 {
888         unsigned long flags;
889         struct rcu_node *rnp;
890
891         local_irq_save(flags);
892         rnp = rdp->mynode;
893         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
894             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
895                 local_irq_restore(flags);
896                 return;
897         }
898         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
899         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
900 }
901
902 /*
903  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
904  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
905  * this CPU.
906  */
907 static void
908 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
909 {
910         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
911         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
912
913         /*
914          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
915          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
916          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
917          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
918          *
919          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
920          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
921          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
922          * by the next RCU grace period.
923          */
924         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
925         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
926
927         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
928         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
929 }
930
931 /*
932  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
933  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
934  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
935  * be disabled.
936  */
937 static void
938 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
939         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
940 {
941         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
942         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
943
944         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
945             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
946                 /*
947                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
948                  * non-idle task or this CPU does not need another
949                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
950                  * period.
951                  */
952                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
953                 return;
954         }
955
956         if (rsp->fqs_active) {
957                 /*
958                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
959                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
960                  */
961                 rsp->fqs_need_gp = 1;
962                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
963                 return;
964         }
965
966         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
967         rsp->gpnum++;
968         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
969         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
970         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
971         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
972         record_gp_stall_check_time(rsp);
973
974         /* Special-case the common single-level case. */
975         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
976                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
977                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
978                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
979                 rnp->completed = rsp->completed;
980                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
981                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
982                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
983                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
984                                             rnp->level, rnp->grplo,
985                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
986                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
987                 return;
988         }
989
990         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
991
992
993         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
994         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
995
996         /*
997          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
998          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
999          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1000          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1001          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1002          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1003          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1004          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1005          * CPU-hotplug operations.
1006          *
1007          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1008          * the initialization process, as there will be at least one
1009          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1010          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1011          * irqs disabled.
1012          */
1013         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1014                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1015                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1016                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1017                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1018                 rnp->completed = rsp->completed;
1019                 if (rnp == rdp->mynode)
1020                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1021                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1022                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1023                                             rnp->level, rnp->grplo,
1024                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1025                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1026         }
1027
1028         rnp = rcu_get_root(rsp);
1029         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1030         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1031         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1032         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1037  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1038  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1039  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1040  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1041  */
1042 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1043         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1044 {
1045         unsigned long gp_duration;
1046         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1047         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1048
1049         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1050
1051         /*
1052          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1053          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1054          */
1055         smp_mb(); /* See above block comment. */
1056         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1057         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1058                 rsp->gp_max = gp_duration;
1059
1060         /*
1061          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1062          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1063          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1064          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1065          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1066          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1067          *
1068          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1069          * care of this while initializing the next grace period.
1070          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1071          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1072          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1073          * completed.
1074          */
1075         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1076                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1077
1078                 /*
1079                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1080                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1081                  * of the next grace period to process their callbacks.
1082                  */
1083                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1084                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1085                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1086                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1087                 }
1088                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1089                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1090         }
1091
1092         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1093         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1094         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1095         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1100  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1101  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1102  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1103  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1104  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1105  */
1106 static void
1107 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1108                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1109         __releases(rnp->lock)
1110 {
1111         struct rcu_node *rnp_c;
1112
1113         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1114         for (;;) {
1115                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1116
1117                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1118                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1119                         return;
1120                 }
1121                 rnp->qsmask &= ~mask;
1122                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1123                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1124                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1125                                                  !!rnp->gp_tasks);
1126                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1127
1128                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1129                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1130                         return;
1131                 }
1132                 mask = rnp->grpmask;
1133                 if (rnp->parent == NULL) {
1134
1135                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1136
1137                         break;
1138                 }
1139                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1140                 rnp_c = rnp;
1141                 rnp = rnp->parent;
1142                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1143                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1144         }
1145
1146         /*
1147          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1148          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1149          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1150          */
1151         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1156  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1157  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1158  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1159  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1160  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1161  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1162  */
1163 static void
1164 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1165 {
1166         unsigned long flags;
1167         unsigned long mask;
1168         struct rcu_node *rnp;
1169
1170         rnp = rdp->mynode;
1171         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1172         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1173
1174                 /*
1175                  * The grace period in which this quiescent state was
1176                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1177                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1178                  * within the current grace period.
1179                  */
1180                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1181                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1182                 return;
1183         }
1184         mask = rdp->grpmask;
1185         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1186                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1187         } else {
1188                 rdp->qs_pending = 0;
1189
1190                 /*
1191                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1192                  * callbacks can be processed during the next GP.
1193                  */
1194                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1195
1196                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1197         }
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1202  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1203  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1204  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1205  */
1206 static void
1207 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1208 {
1209         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1210         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1211                 return;
1212
1213         /*
1214          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1215          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1216          */
1217         if (!rdp->qs_pending)
1218                 return;
1219
1220         /*
1221          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1222          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1223          */
1224         if (!rdp->passed_quiesce)
1225                 return;
1226
1227         /*
1228          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1229          * judge of that).
1230          */
1231         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1232 }
1233
1234 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1235
1236 /*
1237  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1238  * Synchronization is not required because this function executes
1239  * in stop_machine() context.
1240  */
1241 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1242 {
1243         int i;
1244         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1245         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1246         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1247         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1248
1249         if (rdp->nxtlist == NULL)
1250                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1251
1252         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1253         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1254         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1255         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1256         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1257
1258         rdp->nxtlist = NULL;
1259         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1260                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1261         rdp->qlen = 0;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1266  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1267  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1268  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1269  */
1270 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1271 {
1272         unsigned long flags;
1273         unsigned long mask;
1274         int need_report = 0;
1275         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1276         struct rcu_node *rnp;
1277
1278         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1279
1280         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1281         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1282
1283         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1284         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1285         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1286         do {
1287                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1288                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1289                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1290                         if (rnp != rdp->mynode)
1291                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1292                         else
1293                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1294                                                        rnp->gpnum + 1 -
1295                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1296                                                        "cpuofl");
1297                         break;
1298                 }
1299                 if (rnp == rdp->mynode) {
1300                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1301                                                rnp->gpnum + 1 -
1302                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1303                                                "cpuofl");
1304                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1305                 } else
1306                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1307                 mask = rnp->grpmask;
1308                 rnp = rnp->parent;
1309         } while (rnp != NULL);
1310
1311         /*
1312          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1313          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1314          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1315          * held leads to deadlock.
1316          */
1317         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1318         rnp = rdp->mynode;
1319         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1320                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1321         else
1322                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1323         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1324                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1325         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1330  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1331  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1332  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1333  */
1334 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1335 {
1336         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1337         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1338         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1339 }
1340
1341 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1342
1343 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1344 {
1345 }
1346
1347 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1348 {
1349 }
1350
1351 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1352
1353 /*
1354  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1355  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1356  */
1357 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1358 {
1359         unsigned long flags;
1360         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1361         int bl, count;
1362
1363         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1364         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1365                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1366                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1367                 return;
1368         }
1369
1370         /*
1371          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1372          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1373          */
1374         local_irq_save(flags);
1375         bl = rdp->blimit;
1376         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1377         list = rdp->nxtlist;
1378         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1379         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1380         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1381         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1382                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1383                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1384         local_irq_restore(flags);
1385
1386         /* Invoke callbacks. */
1387         count = 0;
1388         while (list) {
1389                 next = list->next;
1390                 prefetch(next);
1391                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1392                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1393                 list = next;
1394                 if (++count >= bl)
1395                         break;
1396         }
1397
1398         local_irq_save(flags);
1399         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1400
1401         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1402         rdp->qlen -= count;
1403         rdp->n_cbs_invoked += count;
1404         if (list != NULL) {
1405                 *tail = rdp->nxtlist;
1406                 rdp->nxtlist = list;
1407                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1408                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1409                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1410                         else
1411                                 break;
1412         }
1413
1414         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1415         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1416                 rdp->blimit = blimit;
1417
1418         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1419         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1420                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1421                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1422         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1423                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1424
1425         local_irq_restore(flags);
1426
1427         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1428         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1429                 invoke_rcu_core();
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1434  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1435  * Also schedule RCU core processing.
1436  *
1437  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1438  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1439  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1440  */
1441 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1442 {
1443         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1444         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1445
1446                 /*
1447                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1448                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1449                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1450                  * a quiescent state, so note it.
1451                  *
1452                  * No memory barrier is required here because both
1453                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1454                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1455                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1456                  */
1457
1458                 rcu_sched_qs(cpu);
1459                 rcu_bh_qs(cpu);
1460
1461         } else if (!in_softirq()) {
1462
1463                 /*
1464                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1465                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1466                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1467                  * critical section, so note it.
1468                  */
1469
1470                 rcu_bh_qs(cpu);
1471         }
1472         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1473         if (rcu_pending(cpu))
1474                 invoke_rcu_core();
1475         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1476 }
1477
1478 #ifdef CONFIG_SMP
1479
1480 /*
1481  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1482  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1483  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1484  *
1485  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1486  */
1487 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1488 {
1489         unsigned long bit;
1490         int cpu;
1491         unsigned long flags;
1492         unsigned long mask;
1493         struct rcu_node *rnp;
1494
1495         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1496                 mask = 0;
1497                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1498                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1499                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1500                         return;
1501                 }
1502                 if (rnp->qsmask == 0) {
1503                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1504                         continue;
1505                 }
1506                 cpu = rnp->grplo;
1507                 bit = 1;
1508                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1509                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1510                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1511                                 mask |= bit;
1512                 }
1513                 if (mask != 0) {
1514
1515                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1516                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1517                         continue;
1518                 }
1519                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1520         }
1521         rnp = rcu_get_root(rsp);
1522         if (rnp->qsmask == 0) {
1523                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1524                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1525         }
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1530  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1531  */
1532 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1533 {
1534         unsigned long flags;
1535         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1536
1537         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1538         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1539                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1540                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1541         }
1542         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1543                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1544                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1545                 return; /* Someone else is already on the job. */
1546         }
1547         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1548                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1549         rsp->n_force_qs++;
1550         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1551         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1552         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1553                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1554                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1555                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1556         }
1557         rsp->fqs_active = 1;
1558         switch (rsp->fqs_state) {
1559         case RCU_GP_IDLE:
1560         case RCU_GP_INIT:
1561
1562                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1563
1564         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1565                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1566                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1567
1568                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1569
1570                 /* Record dyntick-idle state. */
1571                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1572                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1573                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1574                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1575                 break;
1576
1577         case RCU_FORCE_QS:
1578
1579                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1580                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1581                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1582
1583                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1584
1585                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1586                 break;
1587         }
1588         rsp->fqs_active = 0;
1589         if (rsp->fqs_need_gp) {
1590                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1591                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1592                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1593                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1594                 return;
1595         }
1596         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1597 unlock_fqs_ret:
1598         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1599         trace_rcu_utilization("End fqs");
1600 }
1601
1602 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1603
1604 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1605 {
1606         set_need_resched();
1607 }
1608
1609 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1610
1611 /*
1612  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1613  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1614  * whom the rdp belongs.
1615  */
1616 static void
1617 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1618 {
1619         unsigned long flags;
1620
1621         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1622
1623         /*
1624          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1625          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1626          */
1627         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1628                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1629
1630         /*
1631          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1632          * period that some other CPU ended.
1633          */
1634         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1635
1636         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1637         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1638
1639         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1640         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1641                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1642                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1643         }
1644
1645         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1646         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1647                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Do RCU core processing for the current CPU.
1652  */
1653 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1654 {
1655         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1656         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1657                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1658         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1659         rcu_preempt_process_callbacks();
1660         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1665  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1666  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1667  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1668  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1669  */
1670 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1671 {
1672         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1673                 return;
1674         if (likely(!rsp->boost)) {
1675                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1676                 return;
1677         }
1678         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1679 }
1680
1681 static void invoke_rcu_core(void)
1682 {
1683         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1684 }
1685
1686 static void
1687 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1688            struct rcu_state *rsp)
1689 {
1690         unsigned long flags;
1691         struct rcu_data *rdp;
1692
1693         debug_rcu_head_queue(head);
1694         head->func = func;
1695         head->next = NULL;
1696
1697         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1698
1699         /*
1700          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1701          * Note that we might see a beginning right after we see an
1702          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1703          * a quiescent state betweentimes.
1704          */
1705         local_irq_save(flags);
1706         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1707
1708         /* Add the callback to our list. */
1709         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1710         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1711         rdp->qlen++;
1712
1713         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1714                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1715                                          rdp->qlen);
1716         else
1717                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1718
1719         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1720         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1721                 local_irq_restore(flags);
1722                 return;
1723         }
1724
1725         /*
1726          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1727          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1728          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1729          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1730          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1731          */
1732         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1733
1734                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1735                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1736                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1737
1738                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1739                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1740                         unsigned long nestflag;
1741                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1742
1743                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1744                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1745                 } else {
1746                         /* Give the grace period a kick. */
1747                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1748                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1749                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1750                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1751                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1752                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1753                 }
1754         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1755                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1756         local_irq_restore(flags);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1761  */
1762 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1763 {
1764         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1767
1768 /*
1769  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1770  */
1771 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1772 {
1773         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1776
1777 /**
1778  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1779  *
1780  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1781  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1782  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1783  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1784  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1785  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1786  * rcu_read_lock_sched().
1787  *
1788  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1789  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1790  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1791  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1792  * handlers can run in process context, and can block.
1793  *
1794  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1795  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1796  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1797  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1798  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1799  */
1800 void synchronize_sched(void)
1801 {
1802         if (rcu_blocking_is_gp())
1803                 return;
1804         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1805 }
1806 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1807
1808 /**
1809  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1810  *
1811  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1812  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1813  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1814  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1815  * and may be nested.
1816  */
1817 void synchronize_rcu_bh(void)
1818 {
1819         if (rcu_blocking_is_gp())
1820                 return;
1821         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1822 }
1823 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1824
1825 /*
1826  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1827  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1828  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1829  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1830  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1831  */
1832 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1833 {
1834         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1835
1836         rdp->n_rcu_pending++;
1837
1838         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1839         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1840
1841         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1842         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1843             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1844
1845                 /*
1846                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1847                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1848                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1849                  */
1850                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1851                 if (!rdp->preemptible &&
1852                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1853                                  jiffies))
1854                         set_need_resched();
1855         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1856                 rdp->n_rp_report_qs++;
1857                 return 1;
1858         }
1859
1860         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1861         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1862                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1863                 return 1;
1864         }
1865
1866         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1867         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1868                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1869                 return 1;
1870         }
1871
1872         /* Has another RCU grace period completed?  */
1873         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1874                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1875                 return 1;
1876         }
1877
1878         /* Has a new RCU grace period started? */
1879         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1880                 rdp->n_rp_gp_started++;
1881                 return 1;
1882         }
1883
1884         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1885         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1886             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1887                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1888                 return 1;
1889         }
1890
1891         /* nothing to do */
1892         rdp->n_rp_need_nothing++;
1893         return 0;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1898  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1899  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1900  */
1901 static int rcu_pending(int cpu)
1902 {
1903         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1904                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1905                rcu_preempt_pending(cpu);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1910  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1911  * 1 if so.
1912  */
1913 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1914 {
1915         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1916         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1917                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1918                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1919 }
1920
1921 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1922 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1923 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1924 static struct completion rcu_barrier_completion;
1925
1926 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1927 {
1928         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1929                 complete(&rcu_barrier_completion);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1934  */
1935 static void rcu_barrier_func(void *type)
1936 {
1937         int cpu = smp_processor_id();
1938         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1939         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1940                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1941
1942         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1943         call_rcu_func = type;
1944         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1949  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1950  */
1951 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1952                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1953                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1954 {
1955         BUG_ON(in_interrupt());
1956         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1957         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1958         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1959         /*
1960          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1961          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1962          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1963          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1964          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1965          * did their increment, causing this function to return too
1966          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1967          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1968          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1969          */
1970         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1971         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1972         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1973                 complete(&rcu_barrier_completion);
1974         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1975         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1976 }
1977
1978 /**
1979  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1980  */
1981 void rcu_barrier_bh(void)
1982 {
1983         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1984 }
1985 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1986
1987 /**
1988  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1989  */
1990 void rcu_barrier_sched(void)
1991 {
1992         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1993 }
1994 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1995
1996 /*
1997  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1998  */
1999 static void __init
2000 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2001 {
2002         unsigned long flags;
2003         int i;
2004         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2005         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2006
2007         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2008         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2009         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2010         rdp->nxtlist = NULL;
2011         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2012                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2013         rdp->qlen = 0;
2014         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2015         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != LLONG_MAX / 2);
2016         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2017         rdp->cpu = cpu;
2018         rdp->rsp = rsp;
2019         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2024  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2025  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2026  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2027  */
2028 static void __cpuinit
2029 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2030 {
2031         unsigned long flags;
2032         unsigned long mask;
2033         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2034         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2035
2036         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2037         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2038         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2039         rdp->preemptible = preemptible;
2040         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2041         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2042         rdp->blimit = blimit;
2043         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != LLONG_MAX / 2);
2044         WARN_ON_ONCE((atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & 0x1) != 1);
2045         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2046
2047         /*
2048          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2049          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2050          */
2051
2052         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2053         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2054
2055         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2056         rnp = rdp->mynode;
2057         mask = rdp->grpmask;
2058         do {
2059                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2060                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2061                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2062                 mask = rnp->grpmask;
2063                 if (rnp == rdp->mynode) {
2064                         /*
2065                          * If there is a grace period in progress, we will
2066                          * set up to wait for it next time we run the
2067                          * RCU core code.
2068                          */
2069                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2070                         rdp->completed = rnp->completed;
2071                         rdp->passed_quiesce = 0;
2072                         rdp->qs_pending = 0;
2073                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2074                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2075                 }
2076                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2077                 rnp = rnp->parent;
2078         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2079
2080         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2081 }
2082
2083 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2084 {
2085         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2086         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2087         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Handle CPU online/offline notification events.
2092  */
2093 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2094                                     unsigned long action, void *hcpu)
2095 {
2096         long cpu = (long)hcpu;
2097         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2098         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2099
2100         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2101         switch (action) {
2102         case CPU_UP_PREPARE:
2103         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2104                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2105                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2106                 break;
2107         case CPU_ONLINE:
2108         case CPU_DOWN_FAILED:
2109                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2110                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2111                 break;
2112         case CPU_DOWN_PREPARE:
2113                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2114                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2115                 break;
2116         case CPU_DYING:
2117         case CPU_DYING_FROZEN:
2118                 /*
2119                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2120                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2121                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2122                  */
2123                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2124                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2125                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2126                 break;
2127         case CPU_DEAD:
2128         case CPU_DEAD_FROZEN:
2129         case CPU_UP_CANCELED:
2130         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2131                 rcu_offline_cpu(cpu);
2132                 break;
2133         default:
2134                 break;
2135         }
2136         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2137         return NOTIFY_OK;
2138 }
2139
2140 /*
2141  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2142  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2143  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2144  * task is booting the system).  After this function is called, the
2145  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2146  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2147  */
2148 void rcu_scheduler_starting(void)
2149 {
2150         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2151         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2152         rcu_scheduler_active = 1;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2157  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2158  */
2159 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2160 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2161 {
2162         int i;
2163
2164         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2165                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2166         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2167 }
2168 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2169 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2170 {
2171         int ccur;
2172         int cprv;
2173         int i;
2174
2175         cprv = NR_CPUS;
2176         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2177                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2178                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2179                 cprv = ccur;
2180         }
2181 }
2182 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2183
2184 /*
2185  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2186  */
2187 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2188                 struct rcu_data __percpu *rda)
2189 {
2190         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2191                                "rcu_node_level_1",
2192                                "rcu_node_level_2",
2193                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2194         int cpustride = 1;
2195         int i;
2196         int j;
2197         struct rcu_node *rnp;
2198
2199         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2200
2201         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2202
2203         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2204                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2205         rcu_init_levelspread(rsp);
2206
2207         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2208
2209         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2210                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2211                 rnp = rsp->level[i];
2212                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2213                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2214                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2215                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2216                         rnp->gpnum = 0;
2217                         rnp->qsmask = 0;
2218                         rnp->qsmaskinit = 0;
2219                         rnp->grplo = j * cpustride;
2220                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2221                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2222                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2223                         if (i == 0) {
2224                                 rnp->grpnum = 0;
2225                                 rnp->grpmask = 0;
2226                                 rnp->parent = NULL;
2227                         } else {
2228                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2229                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2230                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2231                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2232                         }
2233                         rnp->level = i;
2234                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2235                 }
2236         }
2237
2238         rsp->rda = rda;
2239         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2240         for_each_possible_cpu(i) {
2241                 while (i > rnp->grphi)
2242                         rnp++;
2243                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2244                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2245         }
2246 }
2247
2248 void __init rcu_init(void)
2249 {
2250         int cpu;
2251
2252         rcu_bootup_announce();
2253         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2254         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2255         __rcu_init_preempt();
2256          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2257
2258         /*
2259          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2260          * this is called early in boot, before either interrupts
2261          * or the scheduler are operational.
2262          */
2263         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2264         for_each_online_cpu(cpu)
2265                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2266         check_cpu_stall_init();
2267 }
2268
2269 #include "rcutree_plugin.h"