8afb2e89745bd6001a838c14067f62e1e727ef01
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53
54 #include "rcutree.h"
55 #include <trace/events/rcu.h>
56
57 #include "rcu.h"
58
59 /* Data structures. */
60
61 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
62
63 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
64         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
65         .levelcnt = { \
66                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
67                 NUM_RCU_LVL_1, \
68                 NUM_RCU_LVL_2, \
69                 NUM_RCU_LVL_3, \
70                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
71         }, \
72         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
73         .gpnum = -300, \
74         .completed = -300, \
75         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
76         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
77         .n_force_qs = 0, \
78         .n_force_qs_ngp = 0, \
79         .name = #structname, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89
90 /*
91  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
92  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
93  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
94  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
95  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
96  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
97  * positives from lockdep-RCU error checking.
98  */
99 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
100 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
101
102 /*
103  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
104  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
105  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
106  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
107  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
108  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
109  *
110  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
111  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
112  * a time.
113  */
114 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
115
116 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
117
118 /*
119  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
120  * handle all flavors of RCU.
121  */
122 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
123 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
124 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
125 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
126 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
127
128 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
129
130 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
131 static void invoke_rcu_core(void);
132 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
133
134 /*
135  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
136  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
137  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
138  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
139  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
140  * These variables enable correlating rcutorture output with the
141  * RCU tracing information.
142  */
143 unsigned long rcutorture_testseq;
144 unsigned long rcutorture_vernum;
145
146 /*
147  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
148  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
149  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
150  */
151 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
152 {
153         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
154 }
155
156 /*
157  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
158  * how many quiescent states passed, just if there was at least
159  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
160  * The caller must have disabled preemption.
161  */
162 void rcu_sched_qs(int cpu)
163 {
164         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
165
166         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
167         barrier();
168         if (rdp->passed_quiesce == 0)
169                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
170         rdp->passed_quiesce = 1;
171 }
172
173 void rcu_bh_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 /*
185  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
186  * and requires special handling for preemptible RCU.
187  * The caller must have disabled preemption.
188  */
189 void rcu_note_context_switch(int cpu)
190 {
191         trace_rcu_utilization("Start context switch");
192         rcu_sched_qs(cpu);
193         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
194         trace_rcu_utilization("End context switch");
195 }
196 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
197
198 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
199         .dynticks_nesting = LLONG_MAX / 2,
200         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
201 };
202
203 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
204 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
205 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
206
207 module_param(blimit, int, 0);
208 module_param(qhimark, int, 0);
209 module_param(qlowmark, int, 0);
210
211 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
212 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
213
214 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
215 static int rcu_pending(int cpu);
216
217 /*
218  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
219  */
220 long rcu_batches_completed_sched(void)
221 {
222         return rcu_sched_state.completed;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
225
226 /*
227  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
228  */
229 long rcu_batches_completed_bh(void)
230 {
231         return rcu_bh_state.completed;
232 }
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
234
235 /*
236  * Force a quiescent state for RCU BH.
237  */
238 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
239 {
240         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
243
244 /*
245  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
246  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
247  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
248  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
249  * store this state in rcutorture itself.
250  */
251 void rcutorture_record_test_transition(void)
252 {
253         rcutorture_testseq++;
254         rcutorture_vernum = 0;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
257
258 /*
259  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
260  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
261  * messages.
262  */
263 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
264 {
265         rcutorture_vernum++;
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
268
269 /*
270  * Force a quiescent state for RCU-sched.
271  */
272 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
273 {
274         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
277
278 /*
279  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
280  */
281 static int
282 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
283 {
284         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
285 }
286
287 /*
288  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
289  */
290 static int
291 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
292 {
293         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
294 }
295
296 /*
297  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
298  */
299 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
300 {
301         return &rsp->node[0];
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SMP
305
306 /*
307  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
308  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
309  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
310  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
311  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
312  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
313  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
314  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
315  * each and every time we start a new grace period.
316  */
317 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
318 {
319         /*
320          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
321          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
322          */
323         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
324                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
325                 rdp->offline_fqs++;
326                 return 1;
327         }
328
329         /*
330          * The CPU is online, so send it a reschedule IPI.  This forces
331          * it through the scheduler, and (inefficiently) also handles cases
332          * where idle loops fail to inform RCU about the CPU being idle.
333          */
334         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
335                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
336         else
337                 set_need_resched();
338         rdp->resched_ipi++;
339         return 0;
340 }
341
342 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
343
344 /*
345  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
346  *
347  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
348  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
349  * The caller must have disabled interrupts.
350  */
351 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp)
352 {
353         if (rdtp->dynticks_nesting) {
354                 trace_rcu_dyntick("--=", rdtp->dynticks_nesting);
355                 return;
356         }
357         trace_rcu_dyntick("Start", rdtp->dynticks_nesting);
358         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
359                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
360                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task",
361                                    rdtp->dynticks_nesting);
362                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
363         }
364         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
365         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
366         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
367         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
368         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
369 }
370
371 /**
372  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
373  *
374  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
375  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
376  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
377  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
378  *
379  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
380  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
381  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
382  */
383 void rcu_idle_enter(void)
384 {
385         unsigned long flags;
386         struct rcu_dynticks *rdtp;
387
388         local_irq_save(flags);
389         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
390         rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         rcu_idle_enter_common(rdtp);
392         local_irq_restore(flags);
393 }
394
395 /**
396  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
397  *
398  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
399  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
400  * sections can occur.
401  *
402  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
403  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
404  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
405  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
406  *
407  * Use things like work queues to work around this limitation.
408  *
409  * You have been warned.
410  */
411 void rcu_irq_exit(void)
412 {
413         unsigned long flags;
414         struct rcu_dynticks *rdtp;
415
416         local_irq_save(flags);
417         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
418         rdtp->dynticks_nesting--;
419         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
420         rcu_idle_enter_common(rdtp);
421         local_irq_restore(flags);
422 }
423
424 /*
425  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
426  *
427  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
428  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
429  * The caller must have disabled interrupts.
430  */
431 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
432 {
433         if (oldval) {
434                 trace_rcu_dyntick("++=", rdtp->dynticks_nesting);
435                 return;
436         }
437         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
438         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
439         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
440         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
441         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
442         trace_rcu_dyntick("End", oldval);
443         if (!idle_cpu(smp_processor_id())) {
444                 WARN_ON_ONCE(1);        /* must be idle task! */
445                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task", oldval);
446                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
447         }
448 }
449
450 /**
451  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
452  *
453  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
454  * read-side critical sections can occur.
455  *
456  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to LLONG_MAX/2 to allow for
457  * the possibility of usermode upcalls messing up our count
458  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
459  * now starting.
460  */
461 void rcu_idle_exit(void)
462 {
463         unsigned long flags;
464         struct rcu_dynticks *rdtp;
465         long long oldval;
466
467         local_irq_save(flags);
468         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
469         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
470         WARN_ON_ONCE(oldval != 0);
471         rdtp->dynticks_nesting = LLONG_MAX / 2;
472         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
473         local_irq_restore(flags);
474 }
475
476 /**
477  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
478  *
479  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
480  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
481  * sections can occur.
482  *
483  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
484  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
485  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
486  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
487  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
488  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
489  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
490  *
491  * Use things like work queues to work around this limitation.
492  *
493  * You have been warned.
494  */
495 void rcu_irq_enter(void)
496 {
497         unsigned long flags;
498         struct rcu_dynticks *rdtp;
499         long long oldval;
500
501         local_irq_save(flags);
502         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
503         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
504         rdtp->dynticks_nesting++;
505         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
506         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
507         local_irq_restore(flags);
508 }
509
510 /**
511  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
512  *
513  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
514  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
515  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
516  */
517 void rcu_nmi_enter(void)
518 {
519         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
520
521         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
522             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
523                 return;
524         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
525         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
526         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
527         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
528         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
529         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
530 }
531
532 /**
533  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
534  *
535  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
536  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
537  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
538  */
539 void rcu_nmi_exit(void)
540 {
541         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
542
543         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
544             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
545                 return;
546         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
547         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
548         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
549         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
550         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
551 }
552
553 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
554
555 /**
556  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
557  *
558  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
559  * or NMI handler, return true.
560  */
561 int rcu_is_cpu_idle(void)
562 {
563         int ret;
564
565         preempt_disable();
566         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
567         preempt_enable();
568         return ret;
569 }
570
571 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
572
573 /**
574  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
575  *
576  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
577  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
578  * disabled preemption.
579  */
580 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
581 {
582         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
583 }
584
585 #ifdef CONFIG_SMP
586
587 /*
588  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
589  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
590  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
591  */
592 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
593 {
594         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
595         return 0;
596 }
597
598 /*
599  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
600  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
601  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
602  * for this same CPU.
603  */
604 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
605 {
606         unsigned int curr;
607         unsigned int snap;
608
609         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
610         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
611
612         /*
613          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
614          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
615          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
616          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
617          * read-side critical section that started before the beginning
618          * of the current RCU grace period.
619          */
620         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
621                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
622                 rdp->dynticks_fqs++;
623                 return 1;
624         }
625
626         /* Go check for the CPU being offline. */
627         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
628 }
629
630 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
631
632 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly;
633
634 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
635 {
636         rsp->gp_start = jiffies;
637         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
638 }
639
640 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
641 {
642         int cpu;
643         long delta;
644         unsigned long flags;
645         int ndetected;
646         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
647
648         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
649
650         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
651         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
652         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
653                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
654                 return;
655         }
656         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
657
658         /*
659          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
660          * due to CPU offlining.
661          */
662         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
663         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
664
665         /*
666          * OK, time to rat on our buddy...
667          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
668          * RCU CPU stall warnings.
669          */
670         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks: {",
671                rsp->name);
672         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
673                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
674                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
675                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
676                 if (rnp->qsmask == 0)
677                         continue;
678                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
679                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
680                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
681                                 ndetected++;
682                         }
683         }
684         printk("} (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
685                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
686         if (ndetected == 0)
687                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
688         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
689                 dump_stack();
690
691         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
692
693         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
694
695         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
696 }
697
698 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
699 {
700         unsigned long flags;
701         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
702
703         /*
704          * OK, time to rat on ourselves...
705          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
706          * RCU CPU stall warnings.
707          */
708         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stall on CPU %d (t=%lu jiffies)\n",
709                rsp->name, smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
710         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
711                 dump_stack();
712
713         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
714         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
715                 rsp->jiffies_stall =
716                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
717         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
718
719         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
720 }
721
722 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
723 {
724         unsigned long j;
725         unsigned long js;
726         struct rcu_node *rnp;
727
728         if (rcu_cpu_stall_suppress)
729                 return;
730         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
731         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
732         rnp = rdp->mynode;
733         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
734
735                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
736                 print_cpu_stall(rsp);
737
738         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
739                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
740
741                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
742                 print_other_cpu_stall(rsp);
743         }
744 }
745
746 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
747 {
748         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
749         return NOTIFY_DONE;
750 }
751
752 /**
753  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
754  *
755  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
756  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
757  * RCU grace periods.
758  *
759  * The caller must disable hard irqs.
760  */
761 void rcu_cpu_stall_reset(void)
762 {
763         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
764         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
765         rcu_preempt_stall_reset();
766 }
767
768 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
769         .notifier_call = rcu_panic,
770 };
771
772 static void __init check_cpu_stall_init(void)
773 {
774         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
775 }
776
777 /*
778  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
779  * This is used both when we started the grace period and when we notice
780  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
781  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
782  *  and must have irqs disabled.
783  */
784 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
785 {
786         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
787                 /*
788                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
789                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
790                  * go looking for one.
791                  */
792                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
793                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
794                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
795                         rdp->qs_pending = 1;
796                         rdp->passed_quiesce = 0;
797                 } else
798                         rdp->qs_pending = 0;
799         }
800 }
801
802 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
803 {
804         unsigned long flags;
805         struct rcu_node *rnp;
806
807         local_irq_save(flags);
808         rnp = rdp->mynode;
809         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
810             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
811                 local_irq_restore(flags);
812                 return;
813         }
814         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
815         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
816 }
817
818 /*
819  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
820  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
821  * on the CPU corresponding to rdp.
822  */
823 static int
824 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
825 {
826         unsigned long flags;
827         int ret = 0;
828
829         local_irq_save(flags);
830         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
831                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
832                 ret = 1;
833         }
834         local_irq_restore(flags);
835         return ret;
836 }
837
838 /*
839  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
840  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
841  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
842  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
843  */
844 static void
845 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
846 {
847         /* Did another grace period end? */
848         if (rdp->completed != rnp->completed) {
849
850                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
851                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
852                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
853                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
854
855                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
856                 rdp->completed = rnp->completed;
857                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
858
859                 /*
860                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
861                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
862                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
863                  * spurious new grace periods.  If another grace period
864                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
865                  * we will detect this later on.
866                  */
867                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
868                         rdp->gpnum = rdp->completed;
869
870                 /*
871                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
872                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
873                  */
874                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
875                         rdp->qs_pending = 0;
876         }
877 }
878
879 /*
880  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
881  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
882  * belongs.
883  */
884 static void
885 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
886 {
887         unsigned long flags;
888         struct rcu_node *rnp;
889
890         local_irq_save(flags);
891         rnp = rdp->mynode;
892         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
893             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
894                 local_irq_restore(flags);
895                 return;
896         }
897         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
898         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
899 }
900
901 /*
902  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
903  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
904  * this CPU.
905  */
906 static void
907 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
908 {
909         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
910         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
911
912         /*
913          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
914          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
915          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
916          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
917          *
918          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
919          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
920          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
921          * by the next RCU grace period.
922          */
923         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
924         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
925
926         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
927         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
928 }
929
930 /*
931  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
932  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
933  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
934  * be disabled.
935  */
936 static void
937 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
938         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
939 {
940         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
941         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
942
943         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
944             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
945                 /*
946                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
947                  * non-idle task or this CPU does not need another
948                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
949                  * period.
950                  */
951                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
952                 return;
953         }
954
955         if (rsp->fqs_active) {
956                 /*
957                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
958                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
959                  */
960                 rsp->fqs_need_gp = 1;
961                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
962                 return;
963         }
964
965         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
966         rsp->gpnum++;
967         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
968         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
969         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
970         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
971         record_gp_stall_check_time(rsp);
972
973         /* Special-case the common single-level case. */
974         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
975                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
976                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
977                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
978                 rnp->completed = rsp->completed;
979                 rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK */
980                 rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
981                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
982                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
983                                             rnp->level, rnp->grplo,
984                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
985                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
986                 return;
987         }
988
989         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
990
991
992         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
993         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
994
995         /*
996          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
997          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
998          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
999          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1000          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1001          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1002          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1003          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1004          * CPU-hotplug operations.
1005          *
1006          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1007          * the initialization process, as there will be at least one
1008          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1009          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1010          * irqs disabled.
1011          */
1012         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1013                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1014                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1015                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1016                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1017                 rnp->completed = rsp->completed;
1018                 if (rnp == rdp->mynode)
1019                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1020                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1021                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1022                                             rnp->level, rnp->grplo,
1023                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1024                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1025         }
1026
1027         rnp = rcu_get_root(rsp);
1028         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1029         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1030         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1031         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1036  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1037  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1038  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1039  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1040  */
1041 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1042         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1043 {
1044         unsigned long gp_duration;
1045         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1046         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1047
1048         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1049
1050         /*
1051          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1052          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1053          */
1054         smp_mb(); /* See above block comment. */
1055         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1056         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1057                 rsp->gp_max = gp_duration;
1058
1059         /*
1060          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1061          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1062          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1063          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1064          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1065          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1066          *
1067          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1068          * care of this while initializing the next grace period.
1069          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1070          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1071          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1072          * completed.
1073          */
1074         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1075                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1076
1077                 /*
1078                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1079                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1080                  * of the next grace period to process their callbacks.
1081                  */
1082                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1083                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1084                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1085                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1086                 }
1087                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1088                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1089         }
1090
1091         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1092         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1093         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1094         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1099  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1100  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1101  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1102  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1103  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1104  */
1105 static void
1106 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1107                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1108         __releases(rnp->lock)
1109 {
1110         struct rcu_node *rnp_c;
1111
1112         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1113         for (;;) {
1114                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1115
1116                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1117                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1118                         return;
1119                 }
1120                 rnp->qsmask &= ~mask;
1121                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1122                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1123                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1124                                                  !!rnp->gp_tasks);
1125                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1126
1127                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1128                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1129                         return;
1130                 }
1131                 mask = rnp->grpmask;
1132                 if (rnp->parent == NULL) {
1133
1134                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1135
1136                         break;
1137                 }
1138                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1139                 rnp_c = rnp;
1140                 rnp = rnp->parent;
1141                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1142                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1143         }
1144
1145         /*
1146          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1147          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1148          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1149          */
1150         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1155  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1156  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1157  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1158  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1159  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1160  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1161  */
1162 static void
1163 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1164 {
1165         unsigned long flags;
1166         unsigned long mask;
1167         struct rcu_node *rnp;
1168
1169         rnp = rdp->mynode;
1170         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1171         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1172
1173                 /*
1174                  * The grace period in which this quiescent state was
1175                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1176                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1177                  * within the current grace period.
1178                  */
1179                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1180                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1181                 return;
1182         }
1183         mask = rdp->grpmask;
1184         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1185                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1186         } else {
1187                 rdp->qs_pending = 0;
1188
1189                 /*
1190                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1191                  * callbacks can be processed during the next GP.
1192                  */
1193                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1194
1195                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1196         }
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1201  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1202  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1203  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1204  */
1205 static void
1206 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1207 {
1208         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1209         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1210                 return;
1211
1212         /*
1213          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1214          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1215          */
1216         if (!rdp->qs_pending)
1217                 return;
1218
1219         /*
1220          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1221          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1222          */
1223         if (!rdp->passed_quiesce)
1224                 return;
1225
1226         /*
1227          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1228          * judge of that).
1229          */
1230         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1231 }
1232
1233 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1234
1235 /*
1236  * Move a dying CPU's RCU callbacks to online CPU's callback list.
1237  * Synchronization is not required because this function executes
1238  * in stop_machine() context.
1239  */
1240 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1241 {
1242         int i;
1243         /* current DYING CPU is cleared in the cpu_online_mask */
1244         int receive_cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
1245         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1246         struct rcu_data *receive_rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, receive_cpu);
1247
1248         if (rdp->nxtlist == NULL)
1249                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
1250
1251         *receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
1252         receive_rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1253         receive_rdp->qlen += rdp->qlen;
1254         receive_rdp->n_cbs_adopted += rdp->qlen;
1255         rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1256
1257         rdp->nxtlist = NULL;
1258         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1259                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1260         rdp->qlen = 0;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
1265  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
1266  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1267  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1268  */
1269 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1270 {
1271         unsigned long flags;
1272         unsigned long mask;
1273         int need_report = 0;
1274         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1275         struct rcu_node *rnp;
1276
1277         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1278
1279         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1280         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1281
1282         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1283         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
1284         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1285         do {
1286                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1287                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1288                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1289                         if (rnp != rdp->mynode)
1290                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1291                         else
1292                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1293                                                        rnp->gpnum + 1 -
1294                                                        !!(rnp->qsmask & mask),
1295                                                        "cpuofl");
1296                         break;
1297                 }
1298                 if (rnp == rdp->mynode) {
1299                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1300                                                rnp->gpnum + 1 -
1301                                                !!(rnp->qsmask & mask),
1302                                                "cpuofl");
1303                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1304                 } else
1305                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1306                 mask = rnp->grpmask;
1307                 rnp = rnp->parent;
1308         } while (rnp != NULL);
1309
1310         /*
1311          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1312          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1313          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1314          * held leads to deadlock.
1315          */
1316         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1317         rnp = rdp->mynode;
1318         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1319                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1320         else
1321                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1322         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1323                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1324         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
1329  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
1330  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
1331  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
1332  */
1333 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1334 {
1335         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
1336         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
1337         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
1338 }
1339
1340 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1341
1342 static void rcu_send_cbs_to_online(struct rcu_state *rsp)
1343 {
1344 }
1345
1346 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
1347 {
1348 }
1349
1350 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1351
1352 /*
1353  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1354  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1355  */
1356 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1357 {
1358         unsigned long flags;
1359         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1360         int bl, count;
1361
1362         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1363         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1364                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, 0, 0);
1365                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0);
1366                 return;
1367         }
1368
1369         /*
1370          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1371          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1372          */
1373         local_irq_save(flags);
1374         bl = rdp->blimit;
1375         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen, bl);
1376         list = rdp->nxtlist;
1377         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1378         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1379         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1380         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
1381                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1382                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
1383         local_irq_restore(flags);
1384
1385         /* Invoke callbacks. */
1386         count = 0;
1387         while (list) {
1388                 next = list->next;
1389                 prefetch(next);
1390                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1391                 __rcu_reclaim(rsp->name, list);
1392                 list = next;
1393                 if (++count >= bl)
1394                         break;
1395         }
1396
1397         local_irq_save(flags);
1398         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count);
1399
1400         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1401         rdp->qlen -= count;
1402         rdp->n_cbs_invoked += count;
1403         if (list != NULL) {
1404                 *tail = rdp->nxtlist;
1405                 rdp->nxtlist = list;
1406                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1407                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1408                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1409                         else
1410                                 break;
1411         }
1412
1413         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1414         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1415                 rdp->blimit = blimit;
1416
1417         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1418         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1419                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1420                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1421         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1422                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1423
1424         local_irq_restore(flags);
1425
1426         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1427         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1428                 invoke_rcu_core();
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1433  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1434  * Also schedule RCU core processing.
1435  *
1436  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1437  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1438  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1439  */
1440 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1441 {
1442         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1443         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1444
1445                 /*
1446                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1447                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1448                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1449                  * a quiescent state, so note it.
1450                  *
1451                  * No memory barrier is required here because both
1452                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1453                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1454                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1455                  */
1456
1457                 rcu_sched_qs(cpu);
1458                 rcu_bh_qs(cpu);
1459
1460         } else if (!in_softirq()) {
1461
1462                 /*
1463                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1464                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1465                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1466                  * critical section, so note it.
1467                  */
1468
1469                 rcu_bh_qs(cpu);
1470         }
1471         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1472         if (rcu_pending(cpu))
1473                 invoke_rcu_core();
1474         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1475 }
1476
1477 #ifdef CONFIG_SMP
1478
1479 /*
1480  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1481  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1482  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1483  *
1484  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1485  */
1486 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1487 {
1488         unsigned long bit;
1489         int cpu;
1490         unsigned long flags;
1491         unsigned long mask;
1492         struct rcu_node *rnp;
1493
1494         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1495                 mask = 0;
1496                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1497                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1498                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1499                         return;
1500                 }
1501                 if (rnp->qsmask == 0) {
1502                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1503                         continue;
1504                 }
1505                 cpu = rnp->grplo;
1506                 bit = 1;
1507                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1508                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1509                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1510                                 mask |= bit;
1511                 }
1512                 if (mask != 0) {
1513
1514                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1515                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1516                         continue;
1517                 }
1518                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1519         }
1520         rnp = rcu_get_root(rsp);
1521         if (rnp->qsmask == 0) {
1522                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1523                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1524         }
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1529  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1530  */
1531 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1532 {
1533         unsigned long flags;
1534         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1535
1536         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1537         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1538                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1539                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1540         }
1541         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1542                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1543                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1544                 return; /* Someone else is already on the job. */
1545         }
1546         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1547                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1548         rsp->n_force_qs++;
1549         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1550         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1551         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1552                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1553                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1554                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1555         }
1556         rsp->fqs_active = 1;
1557         switch (rsp->fqs_state) {
1558         case RCU_GP_IDLE:
1559         case RCU_GP_INIT:
1560
1561                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1562
1563         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1564                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1565                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1566
1567                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1568
1569                 /* Record dyntick-idle state. */
1570                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1571                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1572                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1573                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1574                 break;
1575
1576         case RCU_FORCE_QS:
1577
1578                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1579                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1580                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1581
1582                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1583
1584                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1585                 break;
1586         }
1587         rsp->fqs_active = 0;
1588         if (rsp->fqs_need_gp) {
1589                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1590                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1591                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1592                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1593                 return;
1594         }
1595         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1596 unlock_fqs_ret:
1597         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1598         trace_rcu_utilization("End fqs");
1599 }
1600
1601 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1602
1603 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1604 {
1605         set_need_resched();
1606 }
1607
1608 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1609
1610 /*
1611  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1612  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1613  * whom the rdp belongs.
1614  */
1615 static void
1616 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1617 {
1618         unsigned long flags;
1619
1620         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1621
1622         /*
1623          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1624          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1625          */
1626         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1627                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1628
1629         /*
1630          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1631          * period that some other CPU ended.
1632          */
1633         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1634
1635         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1636         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1637
1638         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1639         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1640                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1641                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1642         }
1643
1644         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1645         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1646                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Do RCU core processing for the current CPU.
1651  */
1652 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1653 {
1654         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1655         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1656                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1657         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1658         rcu_preempt_process_callbacks();
1659         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1664  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1665  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1666  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1667  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1668  */
1669 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1670 {
1671         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1672                 return;
1673         if (likely(!rsp->boost)) {
1674                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1675                 return;
1676         }
1677         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1678 }
1679
1680 static void invoke_rcu_core(void)
1681 {
1682         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1683 }
1684
1685 static void
1686 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1687            struct rcu_state *rsp)
1688 {
1689         unsigned long flags;
1690         struct rcu_data *rdp;
1691
1692         debug_rcu_head_queue(head);
1693         head->func = func;
1694         head->next = NULL;
1695
1696         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1697
1698         /*
1699          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1700          * Note that we might see a beginning right after we see an
1701          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1702          * a quiescent state betweentimes.
1703          */
1704         local_irq_save(flags);
1705         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1706
1707         /* Add the callback to our list. */
1708         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1709         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1710         rdp->qlen++;
1711
1712         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1713                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1714                                          rdp->qlen);
1715         else
1716                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen);
1717
1718         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1719         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1720                 local_irq_restore(flags);
1721                 return;
1722         }
1723
1724         /*
1725          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1726          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1727          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1728          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1729          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1730          */
1731         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1732
1733                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1734                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1735                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1736
1737                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1738                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1739                         unsigned long nestflag;
1740                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1741
1742                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1743                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1744                 } else {
1745                         /* Give the grace period a kick. */
1746                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1747                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1748                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1749                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1750                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1751                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1752                 }
1753         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1754                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1755         local_irq_restore(flags);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1760  */
1761 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1762 {
1763         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1766
1767 /*
1768  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1769  */
1770 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1771 {
1772         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1775
1776 /**
1777  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1778  *
1779  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1780  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1781  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1782  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1783  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1784  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1785  * rcu_read_lock_sched().
1786  *
1787  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
1788  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
1789  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
1790  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
1791  * handlers can run in process context, and can block.
1792  *
1793  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
1794  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
1795  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
1796  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
1797  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
1798  */
1799 void synchronize_sched(void)
1800 {
1801         if (rcu_blocking_is_gp())
1802                 return;
1803         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
1806
1807 /**
1808  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
1809  *
1810  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
1811  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
1812  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
1813  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
1814  * and may be nested.
1815  */
1816 void synchronize_rcu_bh(void)
1817 {
1818         if (rcu_blocking_is_gp())
1819                 return;
1820         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
1823
1824 /*
1825  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1826  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1827  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1828  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1829  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1830  */
1831 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1832 {
1833         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1834
1835         rdp->n_rcu_pending++;
1836
1837         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1838         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1839
1840         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1841         if (rcu_scheduler_fully_active &&
1842             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
1843
1844                 /*
1845                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
1846                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
1847                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
1848                  */
1849                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1850                 if (!rdp->preemptible &&
1851                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
1852                                  jiffies))
1853                         set_need_resched();
1854         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
1855                 rdp->n_rp_report_qs++;
1856                 return 1;
1857         }
1858
1859         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1860         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1861                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1862                 return 1;
1863         }
1864
1865         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1866         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1867                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1868                 return 1;
1869         }
1870
1871         /* Has another RCU grace period completed?  */
1872         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1873                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1874                 return 1;
1875         }
1876
1877         /* Has a new RCU grace period started? */
1878         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1879                 rdp->n_rp_gp_started++;
1880                 return 1;
1881         }
1882
1883         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1884         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1885             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
1886                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1887                 return 1;
1888         }
1889
1890         /* nothing to do */
1891         rdp->n_rp_need_nothing++;
1892         return 0;
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1897  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1898  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1899  */
1900 static int rcu_pending(int cpu)
1901 {
1902         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1903                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1904                rcu_preempt_pending(cpu);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1909  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1910  * 1 if so.
1911  */
1912 static int rcu_needs_cpu_quick_check(int cpu)
1913 {
1914         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1915         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1916                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1917                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1918 }
1919
1920 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1921 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1922 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1923 static struct completion rcu_barrier_completion;
1924
1925 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1926 {
1927         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1928                 complete(&rcu_barrier_completion);
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1933  */
1934 static void rcu_barrier_func(void *type)
1935 {
1936         int cpu = smp_processor_id();
1937         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1938         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1939                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1940
1941         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1942         call_rcu_func = type;
1943         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1948  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1949  */
1950 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1951                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1952                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1953 {
1954         BUG_ON(in_interrupt());
1955         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1956         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1957         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1958         /*
1959          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1960          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1961          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1962          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1963          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1964          * did their increment, causing this function to return too
1965          * early.  Note that on_each_cpu() disables irqs, which prevents
1966          * any CPUs from coming online or going offline until each online
1967          * CPU has queued its RCU-barrier callback.
1968          */
1969         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1970         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1971         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1972                 complete(&rcu_barrier_completion);
1973         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1974         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1975 }
1976
1977 /**
1978  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1979  */
1980 void rcu_barrier_bh(void)
1981 {
1982         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1983 }
1984 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1985
1986 /**
1987  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1988  */
1989 void rcu_barrier_sched(void)
1990 {
1991         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1992 }
1993 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1994
1995 /*
1996  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1997  */
1998 static void __init
1999 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2000 {
2001         unsigned long flags;
2002         int i;
2003         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2004         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2005
2006         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2007         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2008         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2009         rdp->nxtlist = NULL;
2010         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2011                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2012         rdp->qlen = 0;
2013         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2014         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != LLONG_MAX / 2);
2015         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2016         rdp->cpu = cpu;
2017         rdp->rsp = rsp;
2018         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2023  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2024  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2025  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2026  */
2027 static void __cpuinit
2028 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2029 {
2030         unsigned long flags;
2031         unsigned long mask;
2032         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2033         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2034
2035         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2036         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2037         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2038         rdp->preemptible = preemptible;
2039         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2040         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2041         rdp->blimit = blimit;
2042         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != LLONG_MAX / 2);
2043         WARN_ON_ONCE((atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & 0x1) != 1);
2044         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2045
2046         /*
2047          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2048          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2049          */
2050
2051         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2052         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2053
2054         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2055         rnp = rdp->mynode;
2056         mask = rdp->grpmask;
2057         do {
2058                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2059                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2060                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2061                 mask = rnp->grpmask;
2062                 if (rnp == rdp->mynode) {
2063                         /*
2064                          * If there is a grace period in progress, we will
2065                          * set up to wait for it next time we run the
2066                          * RCU core code.
2067                          */
2068                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2069                         rdp->completed = rnp->completed;
2070                         rdp->passed_quiesce = 0;
2071                         rdp->qs_pending = 0;
2072                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2073                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2074                 }
2075                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2076                 rnp = rnp->parent;
2077         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2078
2079         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2080 }
2081
2082 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2083 {
2084         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2085         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2086         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Handle CPU online/offline notification events.
2091  */
2092 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2093                                     unsigned long action, void *hcpu)
2094 {
2095         long cpu = (long)hcpu;
2096         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2097         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2098
2099         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2100         switch (action) {
2101         case CPU_UP_PREPARE:
2102         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2103                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2104                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2105                 break;
2106         case CPU_ONLINE:
2107         case CPU_DOWN_FAILED:
2108                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2109                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2110                 break;
2111         case CPU_DOWN_PREPARE:
2112                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2113                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2114                 break;
2115         case CPU_DYING:
2116         case CPU_DYING_FROZEN:
2117                 /*
2118                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2119                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2120                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2121                  */
2122                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_bh_state);
2123                 rcu_send_cbs_to_online(&rcu_sched_state);
2124                 rcu_preempt_send_cbs_to_online();
2125                 break;
2126         case CPU_DEAD:
2127         case CPU_DEAD_FROZEN:
2128         case CPU_UP_CANCELED:
2129         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2130                 rcu_offline_cpu(cpu);
2131                 break;
2132         default:
2133                 break;
2134         }
2135         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2136         return NOTIFY_OK;
2137 }
2138
2139 /*
2140  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2141  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2142  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2143  * task is booting the system).  After this function is called, the
2144  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2145  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2146  */
2147 void rcu_scheduler_starting(void)
2148 {
2149         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2150         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2151         rcu_scheduler_active = 1;
2152 }
2153
2154 /*
2155  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2156  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2157  */
2158 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2159 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2160 {
2161         int i;
2162
2163         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2164                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2165         rsp->levelspread[0] = RCU_FANOUT_LEAF;
2166 }
2167 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2168 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2169 {
2170         int ccur;
2171         int cprv;
2172         int i;
2173
2174         cprv = NR_CPUS;
2175         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2176                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2177                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2178                 cprv = ccur;
2179         }
2180 }
2181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2182
2183 /*
2184  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2185  */
2186 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2187                 struct rcu_data __percpu *rda)
2188 {
2189         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2190                                "rcu_node_level_1",
2191                                "rcu_node_level_2",
2192                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2193         int cpustride = 1;
2194         int i;
2195         int j;
2196         struct rcu_node *rnp;
2197
2198         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2199
2200         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2201
2202         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2203                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2204         rcu_init_levelspread(rsp);
2205
2206         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2207
2208         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2209                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2210                 rnp = rsp->level[i];
2211                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2212                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2213                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2214                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2215                         rnp->gpnum = 0;
2216                         rnp->qsmask = 0;
2217                         rnp->qsmaskinit = 0;
2218                         rnp->grplo = j * cpustride;
2219                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2220                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2221                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2222                         if (i == 0) {
2223                                 rnp->grpnum = 0;
2224                                 rnp->grpmask = 0;
2225                                 rnp->parent = NULL;
2226                         } else {
2227                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2228                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2229                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2230                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2231                         }
2232                         rnp->level = i;
2233                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2234                 }
2235         }
2236
2237         rsp->rda = rda;
2238         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2239         for_each_possible_cpu(i) {
2240                 while (i > rnp->grphi)
2241                         rnp++;
2242                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2243                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2244         }
2245 }
2246
2247 void __init rcu_init(void)
2248 {
2249         int cpu;
2250
2251         rcu_bootup_announce();
2252         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2253         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2254         __rcu_init_preempt();
2255          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2256
2257         /*
2258          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2259          * this is called early in boot, before either interrupts
2260          * or the scheduler are operational.
2261          */
2262         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2263         for_each_online_cpu(cpu)
2264                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2265         check_cpu_stall_init();
2266 }
2267
2268 #include "rcutree_plugin.h"