812d04b6b395055a7298dae5b59f525a92634d76
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = -300, \
72         .completed = -300, \
73         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.onofflock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .name = #sname, \
78 }
79
80 struct rcu_state rcu_sched_state =
81         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
83
84 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
85 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
86
87 static struct rcu_state *rcu_state;
88 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
89
90 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
91 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
92 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
93 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
94 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
95         NUM_RCU_LVL_0,
96         NUM_RCU_LVL_1,
97         NUM_RCU_LVL_2,
98         NUM_RCU_LVL_3,
99         NUM_RCU_LVL_4,
100 };
101 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
102
103 /*
104  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
105  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
106  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
107  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
108  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
109  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
110  * positives from lockdep-RCU error checking.
111  */
112 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
113 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
114
115 /*
116  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
117  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
118  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
119  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
120  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
121  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
122  *
123  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
124  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
125  * a time.
126  */
127 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
128
129 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
130
131 /*
132  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
133  * handle all flavors of RCU.
134  */
135 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
136 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
138 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
139
140 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
141
142 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
143 static void invoke_rcu_core(void);
144 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
145
146 /*
147  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
148  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
149  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
150  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
151  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
152  * These variables enable correlating rcutorture output with the
153  * RCU tracing information.
154  */
155 unsigned long rcutorture_testseq;
156 unsigned long rcutorture_vernum;
157
158 /*
159  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
160  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
161  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
162  */
163 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
164 {
165         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
166 }
167
168 /*
169  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
170  * how many quiescent states passed, just if there was at least
171  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
172  * The caller must have disabled preemption.
173  */
174 void rcu_sched_qs(int cpu)
175 {
176         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
177
178         if (rdp->passed_quiesce == 0)
179                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
180         rdp->passed_quiesce = 1;
181 }
182
183 void rcu_bh_qs(int cpu)
184 {
185         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
186
187         if (rdp->passed_quiesce == 0)
188                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
189         rdp->passed_quiesce = 1;
190 }
191
192 /*
193  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
194  * and requires special handling for preemptible RCU.
195  * The caller must have disabled preemption.
196  */
197 void rcu_note_context_switch(int cpu)
198 {
199         trace_rcu_utilization("Start context switch");
200         rcu_sched_qs(cpu);
201         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
202         trace_rcu_utilization("End context switch");
203 }
204 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
205
206 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
207         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
208         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
209 #if defined(CONFIG_RCU_USER_QS) && !defined(CONFIG_RCU_USER_QS_FORCE)
210         .ignore_user_qs = true,
211 #endif
212 };
213
214 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
215 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
216 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
217
218 module_param(blimit, int, 0444);
219 module_param(qhimark, int, 0444);
220 module_param(qlowmark, int, 0444);
221
222 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
223 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
224
225 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
226 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
227
228 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
229 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
230
231 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
232 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
233
234 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
235 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
236 static int rcu_pending(int cpu);
237
238 /*
239  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
240  */
241 long rcu_batches_completed_sched(void)
242 {
243         return rcu_sched_state.completed;
244 }
245 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
246
247 /*
248  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
249  */
250 long rcu_batches_completed_bh(void)
251 {
252         return rcu_bh_state.completed;
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
255
256 /*
257  * Force a quiescent state for RCU BH.
258  */
259 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
260 {
261         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
264
265 /*
266  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
267  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
268  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
269  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
270  * store this state in rcutorture itself.
271  */
272 void rcutorture_record_test_transition(void)
273 {
274         rcutorture_testseq++;
275         rcutorture_vernum = 0;
276 }
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
278
279 /*
280  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
281  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
282  * messages.
283  */
284 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
285 {
286         rcutorture_vernum++;
287 }
288 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
289
290 /*
291  * Force a quiescent state for RCU-sched.
292  */
293 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
294 {
295         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
296 }
297 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
298
299 /*
300  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
301  */
302 static int
303 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
304 {
305         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
306 }
307
308 /*
309  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
310  */
311 static int
312 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
313 {
314         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL +
315                              ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed] &&
316                !rcu_gp_in_progress(rsp);
317 }
318
319 /*
320  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
321  */
322 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
323 {
324         return &rsp->node[0];
325 }
326
327 /*
328  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
329  *
330  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
331  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
332  * The caller must have disabled interrupts.
333  */
334 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
335                                 bool user)
336 {
337         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
338         if (!is_idle_task(current) && !user) {
339                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
340
341                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
342                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
343                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
344                           current->pid, current->comm,
345                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
346         }
347         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
348         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
349         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
350         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
351         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
352         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
353
354         /*
355          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
356          * in an RCU read-side critical section.
357          */
358         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
359                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
360         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
361                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
362         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
363                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
364 }
365
366 /*
367  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
368  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
369  */
370 static void rcu_eqs_enter(bool user)
371 {
372         long long oldval;
373         struct rcu_dynticks *rdtp;
374
375         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
376         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
377         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
378         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
379                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
380         else
381                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
382         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
383 }
384
385 /**
386  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
387  *
388  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
389  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
390  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
391  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
392  *
393  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
394  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
395  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
396  */
397 void rcu_idle_enter(void)
398 {
399         unsigned long flags;
400
401         local_irq_save(flags);
402         rcu_eqs_enter(0);
403         local_irq_restore(flags);
404 }
405 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
406
407 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
408 /**
409  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
410  *
411  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
412  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
413  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
414  * when the CPU runs in userspace.
415  */
416 void rcu_user_enter(void)
417 {
418         unsigned long flags;
419         struct rcu_dynticks *rdtp;
420
421         /*
422          * Some contexts may involve an exception occuring in an irq,
423          * leading to that nesting:
424          * rcu_irq_enter() rcu_user_exit() rcu_user_exit() rcu_irq_exit()
425          * This would mess up the dyntick_nesting count though. And rcu_irq_*()
426          * helpers are enough to protect RCU uses inside the exception. So
427          * just return immediately if we detect we are in an IRQ.
428          */
429         if (in_interrupt())
430                 return;
431
432         WARN_ON_ONCE(!current->mm);
433
434         local_irq_save(flags);
435         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
436         if (!rdtp->ignore_user_qs && !rdtp->in_user) {
437                 rdtp->in_user = true;
438                 rcu_eqs_enter(1);
439         }
440         local_irq_restore(flags);
441 }
442
443 /**
444  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
445  * after the current irq returns.
446  *
447  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
448  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
449  * returns.
450  */
451 void rcu_user_enter_after_irq(void)
452 {
453         unsigned long flags;
454         struct rcu_dynticks *rdtp;
455
456         local_irq_save(flags);
457         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
458         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
459         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
460         rdtp->dynticks_nesting = 1;
461         local_irq_restore(flags);
462 }
463 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
464
465 /**
466  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
467  *
468  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
469  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
470  * sections can occur.
471  *
472  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
473  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
474  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
475  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
476  *
477  * Use things like work queues to work around this limitation.
478  *
479  * You have been warned.
480  */
481 void rcu_irq_exit(void)
482 {
483         unsigned long flags;
484         long long oldval;
485         struct rcu_dynticks *rdtp;
486
487         local_irq_save(flags);
488         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
489         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
490         rdtp->dynticks_nesting--;
491         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
492         if (rdtp->dynticks_nesting)
493                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
494         else
495                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, 1);
496         local_irq_restore(flags);
497 }
498
499 /*
500  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
501  *
502  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
503  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
504  * The caller must have disabled interrupts.
505  */
506 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
507                                int user)
508 {
509         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
510         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
511         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
512         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
513         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
514         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
515         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
516         if (!is_idle_task(current) && !user) {
517                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
518
519                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
520                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
521                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
522                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
523                           current->pid, current->comm,
524                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
525         }
526 }
527
528 /*
529  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
530  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
531  */
532 static void rcu_eqs_exit(bool user)
533 {
534         struct rcu_dynticks *rdtp;
535         long long oldval;
536
537         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
538         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
539         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
540         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
541                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
542         else
543                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
544         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
545 }
546
547 /**
548  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
549  *
550  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
551  * read-side critical sections can occur.
552  *
553  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
554  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
555  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
556  * now starting.
557  */
558 void rcu_idle_exit(void)
559 {
560         unsigned long flags;
561
562         local_irq_save(flags);
563         rcu_eqs_exit(0);
564         local_irq_restore(flags);
565 }
566 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
567
568 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
569 /**
570  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
571  *
572  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
573  * run a RCU read side critical section anytime.
574  */
575 void rcu_user_exit(void)
576 {
577         unsigned long flags;
578         struct rcu_dynticks *rdtp;
579
580         /*
581          * Some contexts may involve an exception occuring in an irq,
582          * leading to that nesting:
583          * rcu_irq_enter() rcu_user_exit() rcu_user_exit() rcu_irq_exit()
584          * This would mess up the dyntick_nesting count though. And rcu_irq_*()
585          * helpers are enough to protect RCU uses inside the exception. So
586          * just return immediately if we detect we are in an IRQ.
587          */
588         if (in_interrupt())
589                 return;
590
591         local_irq_save(flags);
592         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
593         if (rdtp->in_user) {
594                 rdtp->in_user = false;
595                 rcu_eqs_exit(1);
596         }
597         local_irq_restore(flags);
598 }
599
600 /**
601  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
602  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
603  *
604  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
605  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
606  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
607  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
608  */
609 void rcu_user_exit_after_irq(void)
610 {
611         unsigned long flags;
612         struct rcu_dynticks *rdtp;
613
614         local_irq_save(flags);
615         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
616         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
617         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
618         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
619         local_irq_restore(flags);
620 }
621 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
622
623 /**
624  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
625  *
626  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
627  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
628  * sections can occur.
629  *
630  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
631  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
632  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
633  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
634  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
635  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
636  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
637  *
638  * Use things like work queues to work around this limitation.
639  *
640  * You have been warned.
641  */
642 void rcu_irq_enter(void)
643 {
644         unsigned long flags;
645         struct rcu_dynticks *rdtp;
646         long long oldval;
647
648         local_irq_save(flags);
649         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
650         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
651         rdtp->dynticks_nesting++;
652         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
653         if (oldval)
654                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
655         else
656                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, 1);
657         local_irq_restore(flags);
658 }
659
660 /**
661  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
662  *
663  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
664  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
665  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
666  */
667 void rcu_nmi_enter(void)
668 {
669         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
670
671         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
672             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
673                 return;
674         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
675         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
676         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
677         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
678         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
679         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
680 }
681
682 /**
683  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
684  *
685  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
686  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
687  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
688  */
689 void rcu_nmi_exit(void)
690 {
691         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
692
693         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
694             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
695                 return;
696         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
697         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
698         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
699         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
700         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
701 }
702
703 /**
704  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
705  *
706  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
707  * or NMI handler, return true.
708  */
709 int rcu_is_cpu_idle(void)
710 {
711         int ret;
712
713         preempt_disable();
714         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
715         preempt_enable();
716         return ret;
717 }
718 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
719
720 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
721 void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
722                            struct task_struct *next)
723 {
724         struct rcu_dynticks *rdtp;
725
726         /* Interrupts are disabled in context switch */
727         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
728         if (!rdtp->ignore_user_qs) {
729                 clear_tsk_thread_flag(prev, TIF_NOHZ);
730                 set_tsk_thread_flag(next, TIF_NOHZ);
731         }
732 }
733 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS */
734
735 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
736
737 /*
738  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
739  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
740  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
741  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
742  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
743  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
744  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
745  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
746  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
747  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
748  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
749  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
750  * notifiers.
751  *
752  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
753  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
754  *
755  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
756  * errors from NMI handlers anyway.
757  */
758 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
759 {
760         struct rcu_data *rdp;
761         struct rcu_node *rnp;
762         bool ret;
763
764         if (in_nmi())
765                 return 1;
766         preempt_disable();
767         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
768         rnp = rdp->mynode;
769         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
770               !rcu_scheduler_fully_active;
771         preempt_enable();
772         return ret;
773 }
774 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
775
776 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
777
778 /**
779  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
780  *
781  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
782  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
783  * disabled preemption.
784  */
785 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
786 {
787         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
788 }
789
790 /*
791  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
792  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
793  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
794  */
795 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
796 {
797         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
798         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
799 }
800
801 /*
802  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
803  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
804  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
805  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
806  */
807 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
808 {
809         unsigned int curr;
810         unsigned int snap;
811
812         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
813         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
814
815         /*
816          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
817          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
818          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
819          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
820          * read-side critical section that started before the beginning
821          * of the current RCU grace period.
822          */
823         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
824                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
825                 rdp->dynticks_fqs++;
826                 return 1;
827         }
828
829         /*
830          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
831          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
832          * state: If we see it offline even once, it has been through a
833          * quiescent state.
834          *
835          * The reason for insisting that the grace period be at least
836          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
837          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
838          * sections.
839          */
840         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
841                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
842         barrier();
843         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
844                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
845                 rdp->offline_fqs++;
846                 return 1;
847         }
848         return 0;
849 }
850
851 static int jiffies_till_stall_check(void)
852 {
853         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
854
855         /*
856          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
857          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
858          */
859         if (till_stall_check < 3) {
860                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
861                 till_stall_check = 3;
862         } else if (till_stall_check > 300) {
863                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
864                 till_stall_check = 300;
865         }
866         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
867 }
868
869 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
870 {
871         rsp->gp_start = jiffies;
872         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
873 }
874
875 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
876 {
877         int cpu;
878         long delta;
879         unsigned long flags;
880         int ndetected = 0;
881         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
882
883         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
884
885         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
886         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
887         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
888                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
889                 return;
890         }
891         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
892         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
893
894         /*
895          * OK, time to rat on our buddy...
896          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
897          * RCU CPU stall warnings.
898          */
899         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
900                rsp->name);
901         print_cpu_stall_info_begin();
902         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
903                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
904                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
905                 if (rnp->qsmask != 0) {
906                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
907                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
908                                         print_cpu_stall_info(rsp,
909                                                              rnp->grplo + cpu);
910                                         ndetected++;
911                                 }
912                 }
913                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
914         }
915
916         /*
917          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
918          * due to CPU offlining.
919          */
920         rnp = rcu_get_root(rsp);
921         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
922         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
923         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
924
925         print_cpu_stall_info_end();
926         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
927                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
928         if (ndetected == 0)
929                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
930         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
931                 dump_stack();
932
933         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
934
935         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
936
937         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
938 }
939
940 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
941 {
942         unsigned long flags;
943         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
944
945         /*
946          * OK, time to rat on ourselves...
947          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
948          * RCU CPU stall warnings.
949          */
950         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
951         print_cpu_stall_info_begin();
952         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
953         print_cpu_stall_info_end();
954         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
955         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
956                 dump_stack();
957
958         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
959         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
960                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
961                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
962         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
963
964         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
965 }
966
967 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
968 {
969         unsigned long j;
970         unsigned long js;
971         struct rcu_node *rnp;
972
973         if (rcu_cpu_stall_suppress)
974                 return;
975         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
976         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
977         rnp = rdp->mynode;
978         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
979             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
980
981                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
982                 print_cpu_stall(rsp);
983
984         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
985                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
986
987                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
988                 print_other_cpu_stall(rsp);
989         }
990 }
991
992 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
993 {
994         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
995         return NOTIFY_DONE;
996 }
997
998 /**
999  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1000  *
1001  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1002  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1003  * RCU grace periods.
1004  *
1005  * The caller must disable hard irqs.
1006  */
1007 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1008 {
1009         struct rcu_state *rsp;
1010
1011         for_each_rcu_flavor(rsp)
1012                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1013 }
1014
1015 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
1016         .notifier_call = rcu_panic,
1017 };
1018
1019 static void __init check_cpu_stall_init(void)
1020 {
1021         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
1026  * This is used both when we started the grace period and when we notice
1027  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
1028  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
1029  *  and must have irqs disabled.
1030  */
1031 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1032 {
1033         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1034                 /*
1035                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1036                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1037                  * go looking for one.
1038                  */
1039                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1040                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1041                 rdp->passed_quiesce = 0;
1042                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1043                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1044         }
1045 }
1046
1047 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1048 {
1049         unsigned long flags;
1050         struct rcu_node *rnp;
1051
1052         local_irq_save(flags);
1053         rnp = rdp->mynode;
1054         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1055             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1056                 local_irq_restore(flags);
1057                 return;
1058         }
1059         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1060         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1065  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1066  * on the CPU corresponding to rdp.
1067  */
1068 static int
1069 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1070 {
1071         unsigned long flags;
1072         int ret = 0;
1073
1074         local_irq_save(flags);
1075         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1076                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1077                 ret = 1;
1078         }
1079         local_irq_restore(flags);
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1085  */
1086 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1087 {
1088         int i;
1089
1090         rdp->nxtlist = NULL;
1091         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1092                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1097  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1098  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1099  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1100  */
1101 static void
1102 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1103 {
1104         /* Did another grace period end? */
1105         if (rdp->completed != rnp->completed) {
1106
1107                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
1108                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
1109                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
1110                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1111
1112                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1113                 rdp->completed = rnp->completed;
1114                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1115
1116                 /*
1117                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1118                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1119                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1120                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1121                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1122                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1123                  * states we found for the old GP are now invalid.
1124                  */
1125                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1126                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1127                         rdp->passed_quiesce = 0;
1128                 }
1129
1130                 /*
1131                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1132                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1133                  */
1134                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1135                         rdp->qs_pending = 0;
1136         }
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1141  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1142  * belongs.
1143  */
1144 static void
1145 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1146 {
1147         unsigned long flags;
1148         struct rcu_node *rnp;
1149
1150         local_irq_save(flags);
1151         rnp = rdp->mynode;
1152         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1153             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1154                 local_irq_restore(flags);
1155                 return;
1156         }
1157         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1158         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1163  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1164  * this CPU.
1165  */
1166 static void
1167 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1168 {
1169         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1170         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1171
1172         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1173         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Initialize a new grace period.
1178  */
1179 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1180 {
1181         struct rcu_data *rdp;
1182         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1183
1184         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1185         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1186
1187         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1188                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1189                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1190                 return 0;
1191         }
1192
1193         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1194         rsp->gpnum++;
1195         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1196         record_gp_stall_check_time(rsp);
1197         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1198
1199         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1200         get_online_cpus();
1201
1202         /*
1203          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1204          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1205          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1206          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1207          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1208          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1209          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1210          * CPU-hotplug operations.
1211          *
1212          * The grace period cannot complete until the initialization
1213          * process finishes, because this kthread handles both.
1214          */
1215         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1216                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1217                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1218                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1219                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1220                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1221                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1222                 rnp->completed = rsp->completed;
1223                 if (rnp == rdp->mynode)
1224                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1225                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1226                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1227                                             rnp->level, rnp->grplo,
1228                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1229                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1230 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1231                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1232                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1233 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1234                 cond_resched();
1235         }
1236
1237         put_online_cpus();
1238         return 1;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Do one round of quiescent-state forcing.
1243  */
1244 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1245 {
1246         int fqs_state = fqs_state_in;
1247         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1248
1249         rsp->n_force_qs++;
1250         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1251                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1252                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1253                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1254         } else {
1255                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1256                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1257         }
1258         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1259         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1260                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1261                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1262                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1263         }
1264         return fqs_state;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Clean up after the old grace period.
1269  */
1270 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1271 {
1272         unsigned long gp_duration;
1273         struct rcu_data *rdp;
1274         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1275
1276         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1277         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1278         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1279                 rsp->gp_max = gp_duration;
1280
1281         /*
1282          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1283          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1284          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1285          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1286          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1287          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1288          */
1289         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1290
1291         /*
1292          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1293          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1294          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1295          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1296          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1297          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1298          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1299          */
1300         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1301                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1302                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1303                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1304                 cond_resched();
1305         }
1306         rnp = rcu_get_root(rsp);
1307         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1308
1309         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1310         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1311         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1312         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1313         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1314                 rsp->gp_flags = 1;
1315         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Body of kthread that handles grace periods.
1320  */
1321 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1322 {
1323         int fqs_state;
1324         unsigned long j;
1325         int ret;
1326         struct rcu_state *rsp = arg;
1327         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1328
1329         for (;;) {
1330
1331                 /* Handle grace-period start. */
1332                 for (;;) {
1333                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1334                                                  rsp->gp_flags &
1335                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1336                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1337                             rcu_gp_init(rsp))
1338                                 break;
1339                         cond_resched();
1340                         flush_signals(current);
1341                 }
1342
1343                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1344                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1345                 j = jiffies_till_first_fqs;
1346                 if (j > HZ) {
1347                         j = HZ;
1348                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1349                 }
1350                 for (;;) {
1351                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1352                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1353                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1354                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1355                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1356                                         j);
1357                         /* If grace period done, leave loop. */
1358                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1359                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1360                                 break;
1361                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1362                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1363                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1364                                 cond_resched();
1365                         } else {
1366                                 /* Deal with stray signal. */
1367                                 cond_resched();
1368                                 flush_signals(current);
1369                         }
1370                         j = jiffies_till_next_fqs;
1371                         if (j > HZ) {
1372                                 j = HZ;
1373                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1374                         } else if (j < 1) {
1375                                 j = 1;
1376                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1377                         }
1378                 }
1379
1380                 /* Handle grace-period end. */
1381                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1382         }
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1387  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1388  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1389  * be disabled.
1390  *
1391  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1392  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1393  * quiescent state.
1394  */
1395 static void
1396 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1397         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1398 {
1399         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1400         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1401
1402         if (!rsp->gp_kthread ||
1403             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1404                 /*
1405                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1406                  * task or this CPU does not need another grace period.
1407                  * Either way, don't start a new grace period.
1408                  */
1409                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1410                 return;
1411         }
1412
1413         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1414         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1415         wake_up(&rsp->gp_wq);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1420  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1421  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1422  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1423  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1424  */
1425 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1426         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1427 {
1428         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1429         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1430         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1435  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1436  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1437  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1438  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1439  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1440  */
1441 static void
1442 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1443                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1444         __releases(rnp->lock)
1445 {
1446         struct rcu_node *rnp_c;
1447
1448         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1449         for (;;) {
1450                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1451
1452                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1453                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1454                         return;
1455                 }
1456                 rnp->qsmask &= ~mask;
1457                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1458                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1459                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1460                                                  !!rnp->gp_tasks);
1461                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1462
1463                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1464                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1465                         return;
1466                 }
1467                 mask = rnp->grpmask;
1468                 if (rnp->parent == NULL) {
1469
1470                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1471
1472                         break;
1473                 }
1474                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1475                 rnp_c = rnp;
1476                 rnp = rnp->parent;
1477                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1478                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1479         }
1480
1481         /*
1482          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1483          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1484          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1485          */
1486         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1491  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1492  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1493  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1494  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1495  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1496  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1497  */
1498 static void
1499 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1500 {
1501         unsigned long flags;
1502         unsigned long mask;
1503         struct rcu_node *rnp;
1504
1505         rnp = rdp->mynode;
1506         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1507         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1508             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1509
1510                 /*
1511                  * The grace period in which this quiescent state was
1512                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1513                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1514                  * within the current grace period.
1515                  */
1516                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1517                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1518                 return;
1519         }
1520         mask = rdp->grpmask;
1521         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1522                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1523         } else {
1524                 rdp->qs_pending = 0;
1525
1526                 /*
1527                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1528                  * callbacks can be processed during the next GP.
1529                  */
1530                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1531
1532                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1533         }
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1538  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1539  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1540  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1541  */
1542 static void
1543 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1544 {
1545         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1546         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1547                 return;
1548
1549         /*
1550          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1551          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1552          */
1553         if (!rdp->qs_pending)
1554                 return;
1555
1556         /*
1557          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1558          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1559          */
1560         if (!rdp->passed_quiesce)
1561                 return;
1562
1563         /*
1564          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1565          * judge of that).
1566          */
1567         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1568 }
1569
1570 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1571
1572 /*
1573  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1574  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1575  * ->onofflock.
1576  */
1577 static void
1578 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1579                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1580 {
1581         /*
1582          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1583          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1584          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1585          */
1586         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1587                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1588                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1589                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1590                 rdp->qlen_lazy = 0;
1591                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1592         }
1593
1594         /*
1595          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1596          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1597          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1598          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1599          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1600          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1601          * we just reset the whole thing later on.
1602          */
1603         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1604                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1605                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1606                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1607         }
1608
1609         /*
1610          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1611          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1612          * required to pass though another grace period: They are done.
1613          */
1614         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1615                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1616                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1617         }
1618
1619         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1620         init_callback_list(rdp);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1625  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1626  */
1627 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1628 {
1629         int i;
1630         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1631
1632         /* Do the accounting first. */
1633         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1634         rdp->qlen += rsp->qlen;
1635         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1636         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1637                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1638         rsp->qlen_lazy = 0;
1639         rsp->qlen = 0;
1640
1641         /*
1642          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1643          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1644          * we are the task doing the rcu_barrier().
1645          */
1646
1647         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1648         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1649                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1650                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1651                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1652                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1653                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1654                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1655                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1656         }
1657
1658         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1659         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1660                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1661                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1662                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1663                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1664         }
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1669  */
1670 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1671 {
1672         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1673         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1674         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1675
1676         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1677         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1678                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1679                                "cpuofl");
1680 }
1681
1682 /*
1683  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1684  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1685  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1686  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1687  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1688  */
1689 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1690 {
1691         unsigned long flags;
1692         unsigned long mask;
1693         int need_report = 0;
1694         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1695         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1696
1697         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1698         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1699
1700         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1701
1702         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1703         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1704
1705         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1706         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1707         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1708
1709         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1710         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1711         do {
1712                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1713                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1714                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1715                         if (rnp != rdp->mynode)
1716                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1717                         break;
1718                 }
1719                 if (rnp == rdp->mynode)
1720                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1721                 else
1722                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1723                 mask = rnp->grpmask;
1724                 rnp = rnp->parent;
1725         } while (rnp != NULL);
1726
1727         /*
1728          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1729          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1730          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1731          * held leads to deadlock.
1732          */
1733         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1734         rnp = rdp->mynode;
1735         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1736                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1737         else
1738                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1739         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1740                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1741         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1742                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1743                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1744         init_callback_list(rdp);
1745         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1746         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1747 }
1748
1749 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1750
1751 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1752 {
1753 }
1754
1755 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1756 {
1757 }
1758
1759 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1760
1761 /*
1762  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1763  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1764  */
1765 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1766 {
1767         unsigned long flags;
1768         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1769         int bl, count, count_lazy, i;
1770
1771         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1772         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1773                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1774                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1775                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1776                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1777                 return;
1778         }
1779
1780         /*
1781          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1782          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1783          */
1784         local_irq_save(flags);
1785         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1786         bl = rdp->blimit;
1787         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1788         list = rdp->nxtlist;
1789         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1790         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1791         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1792         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1793                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1794                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1795         local_irq_restore(flags);
1796
1797         /* Invoke callbacks. */
1798         count = count_lazy = 0;
1799         while (list) {
1800                 next = list->next;
1801                 prefetch(next);
1802                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1803                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1804                         count_lazy++;
1805                 list = next;
1806                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1807                 if (++count >= bl &&
1808                     (need_resched() ||
1809                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1810                         break;
1811         }
1812
1813         local_irq_save(flags);
1814         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1815                             is_idle_task(current),
1816                             rcu_is_callbacks_kthread());
1817
1818         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1819         if (list != NULL) {
1820                 *tail = rdp->nxtlist;
1821                 rdp->nxtlist = list;
1822                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1823                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1824                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1825                         else
1826                                 break;
1827         }
1828         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1829         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1830         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1831         rdp->n_cbs_invoked += count;
1832
1833         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1834         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1835                 rdp->blimit = blimit;
1836
1837         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1838         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1839                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1840                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1841         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1842                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1843         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1844
1845         local_irq_restore(flags);
1846
1847         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1848         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1849                 invoke_rcu_core();
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1854  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1855  * Also schedule RCU core processing.
1856  *
1857  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1858  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1859  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1860  */
1861 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1862 {
1863         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1864         increment_cpu_stall_ticks();
1865         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1866
1867                 /*
1868                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1869                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1870                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1871                  * a quiescent state, so note it.
1872                  *
1873                  * No memory barrier is required here because both
1874                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1875                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1876                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1877                  */
1878
1879                 rcu_sched_qs(cpu);
1880                 rcu_bh_qs(cpu);
1881
1882         } else if (!in_softirq()) {
1883
1884                 /*
1885                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1886                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1887                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1888                  * critical section, so note it.
1889                  */
1890
1891                 rcu_bh_qs(cpu);
1892         }
1893         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1894         if (rcu_pending(cpu))
1895                 invoke_rcu_core();
1896         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1901  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1902  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1903  *
1904  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1905  */
1906 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1907 {
1908         unsigned long bit;
1909         int cpu;
1910         unsigned long flags;
1911         unsigned long mask;
1912         struct rcu_node *rnp;
1913
1914         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1915                 cond_resched();
1916                 mask = 0;
1917                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1918                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1919                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1920                         return;
1921                 }
1922                 if (rnp->qsmask == 0) {
1923                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1924                         continue;
1925                 }
1926                 cpu = rnp->grplo;
1927                 bit = 1;
1928                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1929                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1930                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1931                                 mask |= bit;
1932                 }
1933                 if (mask != 0) {
1934
1935                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1936                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1937                         continue;
1938                 }
1939                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1940         }
1941         rnp = rcu_get_root(rsp);
1942         if (rnp->qsmask == 0) {
1943                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1944                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1945         }
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1950  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1951  */
1952 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
1953 {
1954         unsigned long flags;
1955         bool ret;
1956         struct rcu_node *rnp;
1957         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
1958
1959         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
1960         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
1961         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
1962                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1963                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
1964                 if (rnp_old != NULL)
1965                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
1966                 if (ret) {
1967                         rsp->n_force_qs_lh++;
1968                         return;
1969                 }
1970                 rnp_old = rnp;
1971         }
1972         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
1973
1974         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
1975         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
1976         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
1977         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1978                 rsp->n_force_qs_lh++;
1979                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
1980                 return;  /* Someone beat us to it. */
1981         }
1982         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
1983         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
1984         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1985 }
1986
1987 /*
1988  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1989  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1990  * whom the rdp belongs.
1991  */
1992 static void
1993 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
1994 {
1995         unsigned long flags;
1996         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1997
1998         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1999
2000         /*
2001          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
2002          * period that some other CPU ended.
2003          */
2004         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2005
2006         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2007         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2008
2009         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2010         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2011                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2012                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2013         }
2014
2015         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2016         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2017                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Do RCU core processing for the current CPU.
2022  */
2023 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2024 {
2025         struct rcu_state *rsp;
2026
2027         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2028                 return;
2029         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2030         for_each_rcu_flavor(rsp)
2031                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2032         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2033 }
2034
2035 /*
2036  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2037  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2038  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2039  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2040  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2041  */
2042 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2043 {
2044         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2045                 return;
2046         if (likely(!rsp->boost)) {
2047                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2048                 return;
2049         }
2050         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2051 }
2052
2053 static void invoke_rcu_core(void)
2054 {
2055         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2060  */
2061 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2062                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2063 {
2064         /*
2065          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2066          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2067          */
2068         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2069                 invoke_rcu_core();
2070
2071         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2072         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2073                 return;
2074
2075         /*
2076          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2077          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2078          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2079          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2080          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2081          */
2082         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2083
2084                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2085                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2086                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2087
2088                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2089                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2090                         unsigned long nestflag;
2091                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2092
2093                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2094                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2095                 } else {
2096                         /* Give the grace period a kick. */
2097                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2098                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2099                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2100                                 force_quiescent_state(rsp);
2101                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2102                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2103                 }
2104         }
2105 }
2106
2107 static void
2108 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2109            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
2110 {
2111         unsigned long flags;
2112         struct rcu_data *rdp;
2113
2114         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2115         debug_rcu_head_queue(head);
2116         head->func = func;
2117         head->next = NULL;
2118
2119         /*
2120          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2121          * Note that we might see a beginning right after we see an
2122          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2123          * a quiescent state betweentimes.
2124          */
2125         local_irq_save(flags);
2126         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2127
2128         /* Add the callback to our list. */
2129         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL)) {
2130                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2131                 WARN_ON_ONCE(1);
2132                 local_irq_restore(flags);
2133                 return;
2134         }
2135         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2136         if (lazy)
2137                 rdp->qlen_lazy++;
2138         else
2139                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2140         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2141         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2142         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2143
2144         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2145                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2146                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2147         else
2148                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2149
2150         /* Go handle any RCU core processing required. */
2151         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2152         local_irq_restore(flags);
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2157  */
2158 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2159 {
2160         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
2161 }
2162 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2163
2164 /*
2165  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2166  */
2167 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2168 {
2169         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
2170 }
2171 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2172
2173 /*
2174  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2175  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2176  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2177  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2178  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2179  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2180  * some overhead: RCU still operates correctly.
2181  */
2182 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2183 {
2184         int ret;
2185
2186         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2187         preempt_disable();
2188         ret = num_online_cpus() <= 1;
2189         preempt_enable();
2190         return ret;
2191 }
2192
2193 /**
2194  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2195  *
2196  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2197  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2198  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2199  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2200  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2201  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2202  * rcu_read_lock_sched().
2203  *
2204  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2205  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2206  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2207  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2208  * handlers can run in process context, and can block.
2209  *
2210  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2211  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2212  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2213  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2214  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2215  */
2216 void synchronize_sched(void)
2217 {
2218         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2219                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2220                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2221                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2222         if (rcu_blocking_is_gp())
2223                 return;
2224         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2225 }
2226 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2227
2228 /**
2229  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2230  *
2231  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2232  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2233  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2234  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2235  * and may be nested.
2236  */
2237 void synchronize_rcu_bh(void)
2238 {
2239         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2240                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2241                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2242                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2243         if (rcu_blocking_is_gp())
2244                 return;
2245         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2246 }
2247 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2248
2249 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2250 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2251
2252 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2253 {
2254         /*
2255          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2256          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2257          * time that it returns.
2258          *
2259          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2260          * above condition is already met when the control reaches
2261          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2262          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2263          * robustness against future implementation changes.
2264          */
2265         smp_mb(); /* See above comment block. */
2266         return 0;
2267 }
2268
2269 /**
2270  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2271  *
2272  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2273  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2274  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2275  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2276  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2277  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2278  * synchronize_sched() instead.
2279  *
2280  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2281  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2282  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2283  * these restriction will result in deadlock.
2284  *
2285  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2286  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2287  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2288  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2289  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2290  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2291  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2292  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2293  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2294  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2295  *
2296  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2297  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2298  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2299  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2300  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2301  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2302  * doing our work for us.
2303  *
2304  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2305  */
2306 void synchronize_sched_expedited(void)
2307 {
2308         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2309
2310         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2311         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2312         get_online_cpus();
2313         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2314
2315         /*
2316          * Each pass through the following loop attempts to force a
2317          * context switch on each CPU.
2318          */
2319         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2320                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2321                              NULL) == -EAGAIN) {
2322                 put_online_cpus();
2323
2324                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2325                 if (trycount++ < 10) {
2326                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2327                 } else {
2328                         synchronize_sched();
2329                         return;
2330                 }
2331
2332                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2333                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2334                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2335                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2336                         return;
2337                 }
2338
2339                 /*
2340                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2341                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2342                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2343                  * We retry after they started, so our grace period works
2344                  * for them, and they started after our first try, so their
2345                  * grace period works for us.
2346                  */
2347                 get_online_cpus();
2348                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2349                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2350         }
2351
2352         /*
2353          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2354          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2355          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2356          * than we did beat us to the punch.
2357          */
2358         do {
2359                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2360                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2361                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2362                         break;
2363                 }
2364         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2365
2366         put_online_cpus();
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2369
2370 /*
2371  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2372  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2373  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2374  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2375  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2376  */
2377 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2378 {
2379         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2380
2381         rdp->n_rcu_pending++;
2382
2383         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2384         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2385
2386         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2387         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2388             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2389                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2390         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2391                 rdp->n_rp_report_qs++;
2392                 return 1;
2393         }
2394
2395         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2396         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2397                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2398                 return 1;
2399         }
2400
2401         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2402         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2403                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2404                 return 1;
2405         }
2406
2407         /* Has another RCU grace period completed?  */
2408         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2409                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2410                 return 1;
2411         }
2412
2413         /* Has a new RCU grace period started? */
2414         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2415                 rdp->n_rp_gp_started++;
2416                 return 1;
2417         }
2418
2419         /* nothing to do */
2420         rdp->n_rp_need_nothing++;
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2426  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2427  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2428  */
2429 static int rcu_pending(int cpu)
2430 {
2431         struct rcu_state *rsp;
2432
2433         for_each_rcu_flavor(rsp)
2434                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2435                         return 1;
2436         return 0;
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2441  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2442  * 1 if so.
2443  */
2444 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2445 {
2446         struct rcu_state *rsp;
2447
2448         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2449         for_each_rcu_flavor(rsp)
2450                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2451                         return 1;
2452         return 0;
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2457  * the compiler is expected to optimize this away.
2458  */
2459 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2460                                int cpu, unsigned long done)
2461 {
2462         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2463                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2468  * up the task executing _rcu_barrier().
2469  */
2470 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2471 {
2472         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2473         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2474
2475         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2476                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2477                 complete(&rsp->barrier_completion);
2478         } else {
2479                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2480         }
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2485  */
2486 static void rcu_barrier_func(void *type)
2487 {
2488         struct rcu_state *rsp = type;
2489         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2490
2491         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2492         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2493         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2498  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2499  */
2500 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2501 {
2502         int cpu;
2503         struct rcu_data *rdp;
2504         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2505         unsigned long snap_done;
2506
2507         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2508
2509         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2510         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2511
2512         /*
2513          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2514          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2515          */
2516         smp_mb();  /* See above block comment. */
2517
2518         /*
2519          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2520          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2521          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2522          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2523          */
2524         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2525         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2526         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2527                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2528                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2529                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2530                 return;
2531         }
2532
2533         /*
2534          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2535          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2536          * the increment to precede the early-exit check.
2537          */
2538         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2539         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2540         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2541         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2542
2543         /*
2544          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2545          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2546          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2547          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2548          */
2549         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2550         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2551         get_online_cpus();
2552
2553         /*
2554          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2555          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2556          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2557          */
2558         for_each_online_cpu(cpu) {
2559                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2560                 if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2561                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2562                                            rsp->n_barrier_done);
2563                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2564                 } else {
2565                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2566                                            rsp->n_barrier_done);
2567                 }
2568         }
2569         put_online_cpus();
2570
2571         /*
2572          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2573          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2574          */
2575         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2576                 complete(&rsp->barrier_completion);
2577
2578         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2579         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2580         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2581         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2582         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2583         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2584
2585         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2586         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2587
2588         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2589         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2590 }
2591
2592 /**
2593  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2594  */
2595 void rcu_barrier_bh(void)
2596 {
2597         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2598 }
2599 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2600
2601 /**
2602  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2603  */
2604 void rcu_barrier_sched(void)
2605 {
2606         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2607 }
2608 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2609
2610 /*
2611  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2612  */
2613 static void __init
2614 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2615 {
2616         unsigned long flags;
2617         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2618         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2619
2620         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2621         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2622         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2623         init_callback_list(rdp);
2624         rdp->qlen_lazy = 0;
2625         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2626         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2627         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2628         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2629 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
2630         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->in_user);
2631 #endif
2632         rdp->cpu = cpu;
2633         rdp->rsp = rsp;
2634         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2635 }
2636
2637 /*
2638  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2639  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2640  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2641  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2642  */
2643 static void __cpuinit
2644 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2645 {
2646         unsigned long flags;
2647         unsigned long mask;
2648         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2649         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2650
2651         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2652         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2653         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2654         rdp->preemptible = preemptible;
2655         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2656         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2657         rdp->blimit = blimit;
2658         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2659         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2660         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2661                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2662         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2663         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2664
2665         /*
2666          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2667          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2668          */
2669
2670         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2671         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2672
2673         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2674         rnp = rdp->mynode;
2675         mask = rdp->grpmask;
2676         do {
2677                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2678                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2679                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2680                 mask = rnp->grpmask;
2681                 if (rnp == rdp->mynode) {
2682                         /*
2683                          * If there is a grace period in progress, we will
2684                          * set up to wait for it next time we run the
2685                          * RCU core code.
2686                          */
2687                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2688                         rdp->completed = rnp->completed;
2689                         rdp->passed_quiesce = 0;
2690                         rdp->qs_pending = 0;
2691                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2692                 }
2693                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2694                 rnp = rnp->parent;
2695         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2696
2697         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2698 }
2699
2700 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2701 {
2702         struct rcu_state *rsp;
2703
2704         for_each_rcu_flavor(rsp)
2705                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2706                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Handle CPU online/offline notification events.
2711  */
2712 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2713                                     unsigned long action, void *hcpu)
2714 {
2715         long cpu = (long)hcpu;
2716         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2717         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2718         struct rcu_state *rsp;
2719
2720         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2721         switch (action) {
2722         case CPU_UP_PREPARE:
2723         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2724                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2725                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2726                 break;
2727         case CPU_ONLINE:
2728         case CPU_DOWN_FAILED:
2729                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2730                 break;
2731         case CPU_DOWN_PREPARE:
2732                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2733                 break;
2734         case CPU_DYING:
2735         case CPU_DYING_FROZEN:
2736                 /*
2737                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2738                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2739                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2740                  */
2741                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2742                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2743                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2744                 break;
2745         case CPU_DEAD:
2746         case CPU_DEAD_FROZEN:
2747         case CPU_UP_CANCELED:
2748         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2749                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2750                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2751                 break;
2752         default:
2753                 break;
2754         }
2755         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2756         return NOTIFY_OK;
2757 }
2758
2759 /*
2760  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2761  */
2762 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2763 {
2764         unsigned long flags;
2765         struct rcu_node *rnp;
2766         struct rcu_state *rsp;
2767         struct task_struct *t;
2768
2769         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2770                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2771                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2772                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2773                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2774                 rsp->gp_kthread = t;
2775                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2776         }
2777         return 0;
2778 }
2779 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2780
2781 /*
2782  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2783  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2784  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2785  * task is booting the system).  After this function is called, the
2786  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2787  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2788  */
2789 void rcu_scheduler_starting(void)
2790 {
2791         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2792         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2793         rcu_scheduler_active = 1;
2794 }
2795
2796 /*
2797  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2798  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2799  */
2800 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2801 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2802 {
2803         int i;
2804
2805         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2806                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2807         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2808 }
2809 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2810 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2811 {
2812         int ccur;
2813         int cprv;
2814         int i;
2815
2816         cprv = nr_cpu_ids;
2817         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2818                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2819                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2820                 cprv = ccur;
2821         }
2822 }
2823 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2824
2825 /*
2826  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2827  */
2828 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2829                 struct rcu_data __percpu *rda)
2830 {
2831         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
2832                                "rcu_node_1",
2833                                "rcu_node_2",
2834                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2835         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
2836                                "rcu_node_fqs_1",
2837                                "rcu_node_fqs_2",
2838                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2839         int cpustride = 1;
2840         int i;
2841         int j;
2842         struct rcu_node *rnp;
2843
2844         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2845
2846         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2847
2848         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2849                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2850         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2851                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2852         rcu_init_levelspread(rsp);
2853
2854         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2855
2856         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2857                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2858                 rnp = rsp->level[i];
2859                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2860                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2861                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2862                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2863                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
2864                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
2865                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
2866                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
2867                         rnp->completed = rsp->completed;
2868                         rnp->qsmask = 0;
2869                         rnp->qsmaskinit = 0;
2870                         rnp->grplo = j * cpustride;
2871                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2872                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2873                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2874                         if (i == 0) {
2875                                 rnp->grpnum = 0;
2876                                 rnp->grpmask = 0;
2877                                 rnp->parent = NULL;
2878                         } else {
2879                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2880                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2881                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2882                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2883                         }
2884                         rnp->level = i;
2885                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2886                 }
2887         }
2888
2889         rsp->rda = rda;
2890         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
2891         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2892         for_each_possible_cpu(i) {
2893                 while (i > rnp->grphi)
2894                         rnp++;
2895                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2896                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2897         }
2898         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2903  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2904  * the ->node array in the rcu_state structure.
2905  */
2906 static void __init rcu_init_geometry(void)
2907 {
2908         int i;
2909         int j;
2910         int n = nr_cpu_ids;
2911         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2912
2913         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2914         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
2915             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
2916                 return;
2917
2918         /*
2919          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2920          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2921          * some of the arithmetic easier.
2922          */
2923         rcu_capacity[0] = 1;
2924         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2925         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2926                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2927
2928         /*
2929          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2930          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2931          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2932          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2933          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2934          * compile-time values if these limits are exceeded.
2935          */
2936         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2937             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2938             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2939                 WARN_ON(1);
2940                 return;
2941         }
2942
2943         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2944         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2945                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2946                         for (j = 0; j <= i; j++)
2947                                 num_rcu_lvl[j] =
2948                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2949                         rcu_num_lvls = i;
2950                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2951                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2952                         break;
2953                 }
2954
2955         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2956         rcu_num_nodes = 0;
2957         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2958                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2959         rcu_num_nodes -= n;
2960 }
2961
2962 void __init rcu_init(void)
2963 {
2964         int cpu;
2965
2966         rcu_bootup_announce();
2967         rcu_init_geometry();
2968         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2969         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2970         __rcu_init_preempt();
2971          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2972
2973         /*
2974          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2975          * this is called early in boot, before either interrupts
2976          * or the scheduler are operational.
2977          */
2978         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2979         for_each_online_cpu(cpu)
2980                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2981         check_cpu_stall_init();
2982 }
2983
2984 #include "rcutree_plugin.h"