Merge branch 'core-rcu-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79         .abbr = sabbr, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state =
83         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
85
86 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
88
89 static struct rcu_state *rcu_state;
90 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
91
92 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
93 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
94 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
95 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
96 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
97         NUM_RCU_LVL_0,
98         NUM_RCU_LVL_1,
99         NUM_RCU_LVL_2,
100         NUM_RCU_LVL_3,
101         NUM_RCU_LVL_4,
102 };
103 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
104
105 /*
106  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
107  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
108  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
110  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
111  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
112  * positives from lockdep-RCU error checking.
113  */
114 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
119  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
120  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
121  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
122  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
123  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
124  *
125  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
126  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
127  * a time.
128  */
129 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
130
131 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
132
133 /*
134  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
135  * handle all flavors of RCU.
136  */
137 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
139 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
140 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
141
142 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
143
144 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
145 static void invoke_rcu_core(void);
146 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
147
148 /*
149  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
150  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
151  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
152  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
153  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
154  * These variables enable correlating rcutorture output with the
155  * RCU tracing information.
156  */
157 unsigned long rcutorture_testseq;
158 unsigned long rcutorture_vernum;
159
160 /*
161  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
162  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
163  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
164  */
165 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
166 {
167         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
168 }
169
170 /*
171  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
172  * how many quiescent states passed, just if there was at least
173  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
174  * The caller must have disabled preemption.
175  */
176 void rcu_sched_qs(int cpu)
177 {
178         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
179
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         if (rdp->passed_quiesce == 0)
190                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
191         rdp->passed_quiesce = 1;
192 }
193
194 /*
195  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
196  * and requires special handling for preemptible RCU.
197  * The caller must have disabled preemption.
198  */
199 void rcu_note_context_switch(int cpu)
200 {
201         trace_rcu_utilization("Start context switch");
202         rcu_sched_qs(cpu);
203         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, long, 0444);
218 module_param(qhimark, long, 0444);
219 module_param(qlowmark, long, 0444);
220
221 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
223
224 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
225 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
226
227 static void rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
228                                   struct rcu_data *rdp);
229 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
230 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
231 static int rcu_pending(int cpu);
232
233 /*
234  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
235  */
236 long rcu_batches_completed_sched(void)
237 {
238         return rcu_sched_state.completed;
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
241
242 /*
243  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
244  */
245 long rcu_batches_completed_bh(void)
246 {
247         return rcu_bh_state.completed;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
250
251 /*
252  * Force a quiescent state for RCU BH.
253  */
254 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
255 {
256         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
259
260 /*
261  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
262  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
263  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
264  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
265  * store this state in rcutorture itself.
266  */
267 void rcutorture_record_test_transition(void)
268 {
269         rcutorture_testseq++;
270         rcutorture_vernum = 0;
271 }
272 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
273
274 /*
275  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
276  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
277  * messages.
278  */
279 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
280 {
281         rcutorture_vernum++;
282 }
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
284
285 /*
286  * Force a quiescent state for RCU-sched.
287  */
288 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
289 {
290         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
291 }
292 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
293
294 /*
295  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
296  */
297 static int
298 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
299 {
300         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
301                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
302 }
303
304 /*
305  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
306  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
307  * normal callback registry.
308  */
309 static int
310 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
311 {
312         int i;
313
314         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
315                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
316         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
317                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
318         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
319                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
320         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
321                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
322         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
323                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
324                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
325                                  rdp->nxtcompleted[i]))
326                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
327         return 0; /* No grace period needed. */
328 }
329
330 /*
331  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
332  */
333 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
334 {
335         return &rsp->node[0];
336 }
337
338 /*
339  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
340  *
341  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
342  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
343  * The caller must have disabled interrupts.
344  */
345 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
346                                 bool user)
347 {
348         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
349         if (!user && !is_idle_task(current)) {
350                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
351
352                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
353                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
354                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
355                           current->pid, current->comm,
356                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
357         }
358         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
359         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
360         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
361         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
362         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
363         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
364
365         /*
366          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
367          * in an RCU read-side critical section.
368          */
369         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
370                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
371         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
372                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
373         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
374                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
375 }
376
377 /*
378  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
379  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
380  */
381 static void rcu_eqs_enter(bool user)
382 {
383         long long oldval;
384         struct rcu_dynticks *rdtp;
385
386         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
387         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
388         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
389         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
390                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
391         else
392                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
393         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
394 }
395
396 /**
397  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
398  *
399  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
400  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
401  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
402  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
403  *
404  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
405  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
406  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
407  */
408 void rcu_idle_enter(void)
409 {
410         unsigned long flags;
411
412         local_irq_save(flags);
413         rcu_eqs_enter(false);
414         local_irq_restore(flags);
415 }
416 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
417
418 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
419 /**
420  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
421  *
422  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
423  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
424  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
425  * when the CPU runs in userspace.
426  */
427 void rcu_user_enter(void)
428 {
429         rcu_eqs_enter(1);
430 }
431
432 /**
433  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
434  * after the current irq returns.
435  *
436  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
437  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
438  * returns.
439  */
440 void rcu_user_enter_after_irq(void)
441 {
442         unsigned long flags;
443         struct rcu_dynticks *rdtp;
444
445         local_irq_save(flags);
446         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
447         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
448         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
449         rdtp->dynticks_nesting = 1;
450         local_irq_restore(flags);
451 }
452 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
453
454 /**
455  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
456  *
457  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
458  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
459  * sections can occur.
460  *
461  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
462  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
463  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
464  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
465  *
466  * Use things like work queues to work around this limitation.
467  *
468  * You have been warned.
469  */
470 void rcu_irq_exit(void)
471 {
472         unsigned long flags;
473         long long oldval;
474         struct rcu_dynticks *rdtp;
475
476         local_irq_save(flags);
477         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
478         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
479         rdtp->dynticks_nesting--;
480         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
481         if (rdtp->dynticks_nesting)
482                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
483         else
484                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
485         local_irq_restore(flags);
486 }
487
488 /*
489  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
490  *
491  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
492  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
493  * The caller must have disabled interrupts.
494  */
495 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
496                                int user)
497 {
498         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
499         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
500         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
501         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
502         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
503         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
504         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
505         if (!user && !is_idle_task(current)) {
506                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
507
508                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
509                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
510                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
511                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
512                           current->pid, current->comm,
513                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
514         }
515 }
516
517 /*
518  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
519  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
520  */
521 static void rcu_eqs_exit(bool user)
522 {
523         struct rcu_dynticks *rdtp;
524         long long oldval;
525
526         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
527         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
528         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
529         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
530                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
531         else
532                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
533         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
534 }
535
536 /**
537  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
538  *
539  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
540  * read-side critical sections can occur.
541  *
542  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
543  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
544  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
545  * now starting.
546  */
547 void rcu_idle_exit(void)
548 {
549         unsigned long flags;
550
551         local_irq_save(flags);
552         rcu_eqs_exit(false);
553         local_irq_restore(flags);
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
556
557 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
558 /**
559  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
560  *
561  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
562  * run a RCU read side critical section anytime.
563  */
564 void rcu_user_exit(void)
565 {
566         rcu_eqs_exit(1);
567 }
568
569 /**
570  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
571  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
572  *
573  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
574  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
575  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
576  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
577  */
578 void rcu_user_exit_after_irq(void)
579 {
580         unsigned long flags;
581         struct rcu_dynticks *rdtp;
582
583         local_irq_save(flags);
584         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
585         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
586         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
587         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
588         local_irq_restore(flags);
589 }
590 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
591
592 /**
593  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
594  *
595  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
596  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
597  * sections can occur.
598  *
599  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
600  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
601  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
602  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
603  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
604  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
605  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
606  *
607  * Use things like work queues to work around this limitation.
608  *
609  * You have been warned.
610  */
611 void rcu_irq_enter(void)
612 {
613         unsigned long flags;
614         struct rcu_dynticks *rdtp;
615         long long oldval;
616
617         local_irq_save(flags);
618         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
619         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
620         rdtp->dynticks_nesting++;
621         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
622         if (oldval)
623                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
624         else
625                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
626         local_irq_restore(flags);
627 }
628
629 /**
630  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
631  *
632  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
633  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
634  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
635  */
636 void rcu_nmi_enter(void)
637 {
638         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
639
640         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
641             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
642                 return;
643         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
644         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
645         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
646         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
647         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
648         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
649 }
650
651 /**
652  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
653  *
654  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
655  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
656  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
657  */
658 void rcu_nmi_exit(void)
659 {
660         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
661
662         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
663             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
664                 return;
665         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
666         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
667         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
668         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
669         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
670 }
671
672 /**
673  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
674  *
675  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
676  * or NMI handler, return true.
677  */
678 int rcu_is_cpu_idle(void)
679 {
680         int ret;
681
682         preempt_disable();
683         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
684         preempt_enable();
685         return ret;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
688
689 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
690
691 /*
692  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
693  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
694  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
695  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
696  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
697  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
698  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
699  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
700  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
701  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
702  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
703  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
704  * notifiers.
705  *
706  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
707  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
708  *
709  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
710  * errors from NMI handlers anyway.
711  */
712 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
713 {
714         struct rcu_data *rdp;
715         struct rcu_node *rnp;
716         bool ret;
717
718         if (in_nmi())
719                 return 1;
720         preempt_disable();
721         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
722         rnp = rdp->mynode;
723         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
724               !rcu_scheduler_fully_active;
725         preempt_enable();
726         return ret;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
729
730 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
731
732 /**
733  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
734  *
735  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
736  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
737  * disabled preemption.
738  */
739 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
740 {
741         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
742 }
743
744 /*
745  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
746  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
747  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
748  */
749 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
750 {
751         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
752         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
753 }
754
755 /*
756  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
757  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
758  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
759  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
760  */
761 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
762 {
763         unsigned int curr;
764         unsigned int snap;
765
766         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
767         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
768
769         /*
770          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
771          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
772          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
773          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
774          * read-side critical section that started before the beginning
775          * of the current RCU grace period.
776          */
777         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
778                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
779                 rdp->dynticks_fqs++;
780                 return 1;
781         }
782
783         /*
784          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
785          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
786          * state: If we see it offline even once, it has been through a
787          * quiescent state.
788          *
789          * The reason for insisting that the grace period be at least
790          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
791          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
792          * sections.
793          */
794         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
795                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
796         barrier();
797         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
798                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
799                 rdp->offline_fqs++;
800                 return 1;
801         }
802         return 0;
803 }
804
805 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
806 {
807         rsp->gp_start = jiffies;
808         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
809 }
810
811 /*
812  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
813  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
814  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
815  * printed by the target CPU.
816  */
817 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
818 {
819         int cpu;
820         unsigned long flags;
821         struct rcu_node *rnp;
822
823         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
824                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
825                 if (rnp->qsmask != 0) {
826                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
827                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
828                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
829                 }
830                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
831         }
832 }
833
834 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
835 {
836         int cpu;
837         long delta;
838         unsigned long flags;
839         int ndetected = 0;
840         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
841         long totqlen = 0;
842
843         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
844
845         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
846         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
847         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
848                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
849                 return;
850         }
851         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
852         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
853
854         /*
855          * OK, time to rat on our buddy...
856          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
857          * RCU CPU stall warnings.
858          */
859         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
860                rsp->name);
861         print_cpu_stall_info_begin();
862         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
863                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
864                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
865                 if (rnp->qsmask != 0) {
866                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
867                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
868                                         print_cpu_stall_info(rsp,
869                                                              rnp->grplo + cpu);
870                                         ndetected++;
871                                 }
872                 }
873                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
874         }
875
876         /*
877          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
878          * due to CPU offlining.
879          */
880         rnp = rcu_get_root(rsp);
881         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
882         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
883         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
884
885         print_cpu_stall_info_end();
886         for_each_possible_cpu(cpu)
887                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
888         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
889                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
890                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
891         if (ndetected == 0)
892                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
893         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
894                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
895
896         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
897
898         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
899
900         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
901 }
902
903 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
904 {
905         int cpu;
906         unsigned long flags;
907         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
908         long totqlen = 0;
909
910         /*
911          * OK, time to rat on ourselves...
912          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
913          * RCU CPU stall warnings.
914          */
915         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
916         print_cpu_stall_info_begin();
917         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
918         print_cpu_stall_info_end();
919         for_each_possible_cpu(cpu)
920                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
921         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
922                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
923         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
924                 dump_stack();
925
926         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
927         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
928                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
929                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
930         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
931
932         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
933 }
934
935 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
936 {
937         unsigned long j;
938         unsigned long js;
939         struct rcu_node *rnp;
940
941         if (rcu_cpu_stall_suppress)
942                 return;
943         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
944         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
945         rnp = rdp->mynode;
946         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
947             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
948
949                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
950                 print_cpu_stall(rsp);
951
952         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
953                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
954
955                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
956                 print_other_cpu_stall(rsp);
957         }
958 }
959
960 /**
961  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
962  *
963  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
964  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
965  * RCU grace periods.
966  *
967  * The caller must disable hard irqs.
968  */
969 void rcu_cpu_stall_reset(void)
970 {
971         struct rcu_state *rsp;
972
973         for_each_rcu_flavor(rsp)
974                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
975 }
976
977 /*
978  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
979  * This is used both when we started the grace period and when we notice
980  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
981  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
982  *  and must have irqs disabled.
983  */
984 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
985 {
986         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
987                 /*
988                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
989                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
990                  * go looking for one.
991                  */
992                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
993                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
994                 rdp->passed_quiesce = 0;
995                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
996                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
997         }
998 }
999
1000 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1001 {
1002         unsigned long flags;
1003         struct rcu_node *rnp;
1004
1005         local_irq_save(flags);
1006         rnp = rdp->mynode;
1007         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1008             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1009                 local_irq_restore(flags);
1010                 return;
1011         }
1012         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1013         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1018  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1019  * on the CPU corresponding to rdp.
1020  */
1021 static int
1022 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1023 {
1024         unsigned long flags;
1025         int ret = 0;
1026
1027         local_irq_save(flags);
1028         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1029                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1030                 ret = 1;
1031         }
1032         local_irq_restore(flags);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1038  */
1039 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1040 {
1041         int i;
1042
1043         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1044                 return;
1045         rdp->nxtlist = NULL;
1046         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1047                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1052  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1053  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1054  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1055  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1056  *
1057  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1058  */
1059 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1060                                        struct rcu_node *rnp)
1061 {
1062         /*
1063          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1064          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1065          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1066          * period might have started, but just not yet gotten around
1067          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1068          */
1069         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1070                 return rnp->completed + 1;
1071
1072         /*
1073          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1074          * then the subsequent full grace period.
1075          */
1076         return rnp->completed + 2;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1081  * rcu_nocb_wait_gp().
1082  */
1083 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1084                                 unsigned long c, char *s)
1085 {
1086         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1087                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1088                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1093  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1094  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.
1095  *
1096  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1097  */
1098 static unsigned long __maybe_unused
1099 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1100 {
1101         unsigned long c;
1102         int i;
1103         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1104
1105         /*
1106          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1107          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1108          */
1109         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1110         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startleaf");
1111         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1112                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartleaf");
1113                 return c;
1114         }
1115
1116         /*
1117          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1118          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1119          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1120          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1121          * need to explicitly start one.
1122          */
1123         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1124             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1125                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1126                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleaf");
1127                 return c;
1128         }
1129
1130         /*
1131          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1132          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1133          * start one (if needed).
1134          */
1135         if (rnp != rnp_root)
1136                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1137
1138         /*
1139          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1140          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1141          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1142          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1143          */
1144         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1145         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1146                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1147                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1148
1149         /*
1150          * If the needed for the required grace period is already
1151          * recorded, trace and leave.
1152          */
1153         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1154                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Prestartedroot");
1155                 goto unlock_out;
1156         }
1157
1158         /* Record the need for the future grace period. */
1159         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1160
1161         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1162         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1163                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedleafroot");
1164         } else {
1165                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, "Startedroot");
1166                 rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1167         }
1168 unlock_out:
1169         if (rnp != rnp_root)
1170                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1171         return c;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1176  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1177  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1178  * waiting for this grace period to complete.
1179  */
1180 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1181 {
1182         int c = rnp->completed;
1183         int needmore;
1184         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1185
1186         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1187         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1188         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1189         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, needmore ? "CleanupMore" : "Cleanup");
1190         return needmore;
1191 }
1192
1193 /*
1194  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1195  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1196  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1197  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1198  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1199  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1200  * not hurt to call it repeatedly.
1201  *
1202  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1203  */
1204 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1205                                struct rcu_data *rdp)
1206 {
1207         unsigned long c;
1208         int i;
1209
1210         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1211         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1212                 return;
1213
1214         /*
1215          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1216          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1217          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1218          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1219          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1220          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1221          *
1222          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1223          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1224          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1225          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1226          * been assigned a ->completed number.
1227          */
1228         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1229         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1230                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1231                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1232                         break;
1233
1234         /*
1235          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1236          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1237          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1238          * be grouped into.
1239          */
1240         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1241                 return;
1242
1243         /*
1244          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1245          * full grace period and group them all in the sublist initially
1246          * indexed by "i".
1247          */
1248         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1249                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1250                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1251         }
1252         /* Record any needed additional grace periods. */
1253         rcu_start_future_gp(rnp, rdp);
1254
1255         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1256         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1257                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1258         else
1259                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1264  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1265  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1266  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1267  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1268  *
1269  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1270  */
1271 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1272                             struct rcu_data *rdp)
1273 {
1274         int i, j;
1275
1276         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1277         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1278                 return;
1279
1280         /*
1281          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1282          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1283          */
1284         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1285                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1286                         break;
1287                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1288         }
1289         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1290         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1291                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1292
1293         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1294         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1295                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1296                         break;
1297                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1298                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1299         }
1300
1301         /* Classify any remaining callbacks. */
1302         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1307  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1308  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1309  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1310  */
1311 static void
1312 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1313 {
1314         /* Did another grace period end? */
1315         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1316
1317                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1318                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1319
1320         } else {
1321
1322                 /* Advance callbacks. */
1323                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1324
1325                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1326                 rdp->completed = rnp->completed;
1327                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1328
1329                 /*
1330                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1331                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1332                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1333                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1334                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1335                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1336                  * states we found for the old GP are now invalid.
1337                  */
1338                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1339                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1340                         rdp->passed_quiesce = 0;
1341                 }
1342
1343                 /*
1344                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1345                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1346                  */
1347                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1348                         rdp->qs_pending = 0;
1349         }
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1354  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1355  * belongs.
1356  */
1357 static void
1358 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1359 {
1360         unsigned long flags;
1361         struct rcu_node *rnp;
1362
1363         local_irq_save(flags);
1364         rnp = rdp->mynode;
1365         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1366             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1367                 local_irq_restore(flags);
1368                 return;
1369         }
1370         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1371         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1376  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1377  * this CPU.
1378  */
1379 static void
1380 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1381 {
1382         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1383         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1384
1385         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1386         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Initialize a new grace period.
1391  */
1392 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1393 {
1394         struct rcu_data *rdp;
1395         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1396
1397         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1398         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1399
1400         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1401                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1402                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1403                 return 0;
1404         }
1405
1406         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1407         rsp->gpnum++;
1408         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1409         record_gp_stall_check_time(rsp);
1410         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1411
1412         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1413         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1414
1415         /*
1416          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1417          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1418          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1419          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1420          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1421          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1422          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1423          * CPU-hotplug operations.
1424          *
1425          * The grace period cannot complete until the initialization
1426          * process finishes, because this kthread handles both.
1427          */
1428         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1429                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1430                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1431                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1432                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1433                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1434                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1435                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1436                 if (rnp == rdp->mynode)
1437                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1438                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1439                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1440                                             rnp->level, rnp->grplo,
1441                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1442                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1443 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1444                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0 &&
1445                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1446                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1447 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1448                 cond_resched();
1449         }
1450
1451         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1452         return 1;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Do one round of quiescent-state forcing.
1457  */
1458 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1459 {
1460         int fqs_state = fqs_state_in;
1461         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1462
1463         rsp->n_force_qs++;
1464         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1465                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1466                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1467                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1468         } else {
1469                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1470                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1471         }
1472         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1473         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1474                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1475                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1476                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1477         }
1478         return fqs_state;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Clean up after the old grace period.
1483  */
1484 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1485 {
1486         unsigned long gp_duration;
1487         int nocb = 0;
1488         struct rcu_data *rdp;
1489         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1490
1491         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1492         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1493         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1494                 rsp->gp_max = gp_duration;
1495
1496         /*
1497          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1498          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1499          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1500          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1501          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1502          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1503          */
1504         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1505
1506         /*
1507          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1508          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1509          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1510          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1511          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1512          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1513          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1514          */
1515         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1516                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1517                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1518                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1519                 if (rnp == rdp->mynode)
1520                         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1521                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1522                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1523                 cond_resched();
1524         }
1525         rnp = rcu_get_root(rsp);
1526         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1527         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1528
1529         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1530         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1531         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1532         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1533         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1534         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1535                 rsp->gp_flags = 1;
1536         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Body of kthread that handles grace periods.
1541  */
1542 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1543 {
1544         int fqs_state;
1545         unsigned long j;
1546         int ret;
1547         struct rcu_state *rsp = arg;
1548         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1549
1550         for (;;) {
1551
1552                 /* Handle grace-period start. */
1553                 for (;;) {
1554                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1555                                                  rsp->gp_flags &
1556                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1557                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1558                             rcu_gp_init(rsp))
1559                                 break;
1560                         cond_resched();
1561                         flush_signals(current);
1562                 }
1563
1564                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1565                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1566                 j = jiffies_till_first_fqs;
1567                 if (j > HZ) {
1568                         j = HZ;
1569                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1570                 }
1571                 for (;;) {
1572                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1573                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1574                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1575                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1576                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1577                                         j);
1578                         /* If grace period done, leave loop. */
1579                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1580                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1581                                 break;
1582                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1583                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1584                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1585                                 cond_resched();
1586                         } else {
1587                                 /* Deal with stray signal. */
1588                                 cond_resched();
1589                                 flush_signals(current);
1590                         }
1591                         j = jiffies_till_next_fqs;
1592                         if (j > HZ) {
1593                                 j = HZ;
1594                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1595                         } else if (j < 1) {
1596                                 j = 1;
1597                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1598                         }
1599                 }
1600
1601                 /* Handle grace-period end. */
1602                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1603         }
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1608  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1609  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1610  *
1611  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1612  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1613  * quiescent state.
1614  */
1615 static void
1616 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1617                       struct rcu_data *rdp)
1618 {
1619         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1620                 /*
1621                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1622                  * task, this CPU does not need another grace period,
1623                  * or a grace period is already in progress.
1624                  * Either way, don't start a new grace period.
1625                  */
1626                 return;
1627         }
1628         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1629
1630         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1631         wake_up(&rsp->gp_wq);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1636  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1637  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1638  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1639  * that is encountered beforehand.
1640  */
1641 static void
1642 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1643 {
1644         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1645         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1646
1647         /*
1648          * If there is no grace period in progress right now, any
1649          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1650          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1651          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1652          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1653          * then start the grace period!
1654          */
1655         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1656         rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1661  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1662  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1663  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1664  * is released before return.
1665  */
1666 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1667         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1668 {
1669         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1670         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1671         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1676  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1677  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1678  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1679  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1680  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1681  */
1682 static void
1683 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1684                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1685         __releases(rnp->lock)
1686 {
1687         struct rcu_node *rnp_c;
1688
1689         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1690         for (;;) {
1691                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1692
1693                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1694                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1695                         return;
1696                 }
1697                 rnp->qsmask &= ~mask;
1698                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1699                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1700                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1701                                                  !!rnp->gp_tasks);
1702                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1703
1704                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1705                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1706                         return;
1707                 }
1708                 mask = rnp->grpmask;
1709                 if (rnp->parent == NULL) {
1710
1711                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1712
1713                         break;
1714                 }
1715                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1716                 rnp_c = rnp;
1717                 rnp = rnp->parent;
1718                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1719                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1720         }
1721
1722         /*
1723          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1724          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1725          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1726          */
1727         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1732  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1733  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1734  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1735  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1736  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1737  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1738  */
1739 static void
1740 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1741 {
1742         unsigned long flags;
1743         unsigned long mask;
1744         struct rcu_node *rnp;
1745
1746         rnp = rdp->mynode;
1747         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1748         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1749             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1750
1751                 /*
1752                  * The grace period in which this quiescent state was
1753                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1754                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1755                  * within the current grace period.
1756                  */
1757                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1758                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1759                 return;
1760         }
1761         mask = rdp->grpmask;
1762         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1763                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1764         } else {
1765                 rdp->qs_pending = 0;
1766
1767                 /*
1768                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1769                  * callbacks can be processed during the next GP.
1770                  */
1771                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1772
1773                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1774         }
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1779  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1780  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1781  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1782  */
1783 static void
1784 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1785 {
1786         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1787         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1788                 return;
1789
1790         /*
1791          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1792          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1793          */
1794         if (!rdp->qs_pending)
1795                 return;
1796
1797         /*
1798          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1799          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1800          */
1801         if (!rdp->passed_quiesce)
1802                 return;
1803
1804         /*
1805          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1806          * judge of that).
1807          */
1808         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1809 }
1810
1811 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1812
1813 /*
1814  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1815  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1816  * ->orphan_lock.
1817  */
1818 static void
1819 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1820                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1821 {
1822         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1823         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1824                 return;
1825
1826         /*
1827          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1828          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1829          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1830          */
1831         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1832                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1833                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1834                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1835                 rdp->qlen_lazy = 0;
1836                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1841          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1842          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1843          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1844          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1845          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1846          * we just reset the whole thing later on.
1847          */
1848         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1849                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1850                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1851                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1852         }
1853
1854         /*
1855          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1856          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1857          * required to pass though another grace period: They are done.
1858          */
1859         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1860                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1861                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1862         }
1863
1864         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1865         init_callback_list(rdp);
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1870  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1871  */
1872 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1873 {
1874         int i;
1875         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1876
1877         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1878         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1879                 return;
1880
1881         /* Do the accounting first. */
1882         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1883         rdp->qlen += rsp->qlen;
1884         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1885         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1886                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1887         rsp->qlen_lazy = 0;
1888         rsp->qlen = 0;
1889
1890         /*
1891          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1892          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1893          * we are the task doing the rcu_barrier().
1894          */
1895
1896         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1897         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1898                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1899                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1900                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1901                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1902                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1903                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1904                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1905         }
1906
1907         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1908         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1909                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1910                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1911                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1912                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1913         }
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1918  */
1919 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1920 {
1921         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1922         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1923         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1924
1925         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1926         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1927                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1928                                "cpuofl");
1929 }
1930
1931 /*
1932  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1933  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1934  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1935  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1936  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1937  */
1938 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1939 {
1940         unsigned long flags;
1941         unsigned long mask;
1942         int need_report = 0;
1943         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1944         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1945
1946         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1947         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1948
1949         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1950
1951         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1952         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1953         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1954
1955         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1956         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1957         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1958
1959         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1960         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1961         do {
1962                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1963                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1964                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1965                         if (rnp != rdp->mynode)
1966                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1967                         break;
1968                 }
1969                 if (rnp == rdp->mynode)
1970                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1971                 else
1972                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1973                 mask = rnp->grpmask;
1974                 rnp = rnp->parent;
1975         } while (rnp != NULL);
1976
1977         /*
1978          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1979          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1980          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1981          * held leads to deadlock.
1982          */
1983         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1984         rnp = rdp->mynode;
1985         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1986                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1987         else
1988                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1989         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1990                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1991         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1992                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1993                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1994         init_callback_list(rdp);
1995         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1996         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1997         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1998 }
1999
2000 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2001
2002 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2003 {
2004 }
2005
2006 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2007 {
2008 }
2009
2010 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2011
2012 /*
2013  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2014  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2015  */
2016 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2017 {
2018         unsigned long flags;
2019         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2020         long bl, count, count_lazy;
2021         int i;
2022
2023         /* If no callbacks are ready, just return. */
2024         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2025                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2026                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2027                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2028                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2029                 return;
2030         }
2031
2032         /*
2033          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2034          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2035          */
2036         local_irq_save(flags);
2037         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2038         bl = rdp->blimit;
2039         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2040         list = rdp->nxtlist;
2041         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2042         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2043         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2044         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2045                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2046                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2047         local_irq_restore(flags);
2048
2049         /* Invoke callbacks. */
2050         count = count_lazy = 0;
2051         while (list) {
2052                 next = list->next;
2053                 prefetch(next);
2054                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2055                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2056                         count_lazy++;
2057                 list = next;
2058                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2059                 if (++count >= bl &&
2060                     (need_resched() ||
2061                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2062                         break;
2063         }
2064
2065         local_irq_save(flags);
2066         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2067                             is_idle_task(current),
2068                             rcu_is_callbacks_kthread());
2069
2070         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2071         if (list != NULL) {
2072                 *tail = rdp->nxtlist;
2073                 rdp->nxtlist = list;
2074                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2075                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2076                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2077                         else
2078                                 break;
2079         }
2080         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2081         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2082         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2083         rdp->n_cbs_invoked += count;
2084
2085         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2086         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2087                 rdp->blimit = blimit;
2088
2089         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2090         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2091                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2092                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2093         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2094                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2095         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2096
2097         local_irq_restore(flags);
2098
2099         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2100         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2101                 invoke_rcu_core();
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2106  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2107  * Also schedule RCU core processing.
2108  *
2109  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2110  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2111  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2112  */
2113 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2114 {
2115         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
2116         increment_cpu_stall_ticks();
2117         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2118
2119                 /*
2120                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2121                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2122                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2123                  * a quiescent state, so note it.
2124                  *
2125                  * No memory barrier is required here because both
2126                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2127                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2128                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2129                  */
2130
2131                 rcu_sched_qs(cpu);
2132                 rcu_bh_qs(cpu);
2133
2134         } else if (!in_softirq()) {
2135
2136                 /*
2137                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2138                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2139                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2140                  * critical section, so note it.
2141                  */
2142
2143                 rcu_bh_qs(cpu);
2144         }
2145         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2146         if (rcu_pending(cpu))
2147                 invoke_rcu_core();
2148         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2153  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2154  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2155  *
2156  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2157  */
2158 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2159 {
2160         unsigned long bit;
2161         int cpu;
2162         unsigned long flags;
2163         unsigned long mask;
2164         struct rcu_node *rnp;
2165
2166         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2167                 cond_resched();
2168                 mask = 0;
2169                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2170                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2171                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2172                         return;
2173                 }
2174                 if (rnp->qsmask == 0) {
2175                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2176                         continue;
2177                 }
2178                 cpu = rnp->grplo;
2179                 bit = 1;
2180                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2181                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2182                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2183                                 mask |= bit;
2184                 }
2185                 if (mask != 0) {
2186
2187                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2188                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2189                         continue;
2190                 }
2191                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2192         }
2193         rnp = rcu_get_root(rsp);
2194         if (rnp->qsmask == 0) {
2195                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2196                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2197         }
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2202  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2203  */
2204 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2205 {
2206         unsigned long flags;
2207         bool ret;
2208         struct rcu_node *rnp;
2209         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2210
2211         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2212         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2213         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2214                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2215                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2216                 if (rnp_old != NULL)
2217                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2218                 if (ret) {
2219                         rsp->n_force_qs_lh++;
2220                         return;
2221                 }
2222                 rnp_old = rnp;
2223         }
2224         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2225
2226         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2227         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2228         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2229         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2230                 rsp->n_force_qs_lh++;
2231                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2232                 return;  /* Someone beat us to it. */
2233         }
2234         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2235         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2236         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2237 }
2238
2239 /*
2240  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2241  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2242  * whom the rdp belongs.
2243  */
2244 static void
2245 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2246 {
2247         unsigned long flags;
2248         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2249
2250         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2251
2252         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2253         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2254
2255         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2256         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2257
2258         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2259         local_irq_save(flags);
2260         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2261                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2262                 rcu_start_gp(rsp);
2263                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2264         } else {
2265                 local_irq_restore(flags);
2266         }
2267
2268         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2269         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2270                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Do RCU core processing for the current CPU.
2275  */
2276 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2277 {
2278         struct rcu_state *rsp;
2279
2280         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2281                 return;
2282         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2283         for_each_rcu_flavor(rsp)
2284                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2285         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2290  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2291  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2292  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2293  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2294  */
2295 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2296 {
2297         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2298                 return;
2299         if (likely(!rsp->boost)) {
2300                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2301                 return;
2302         }
2303         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2304 }
2305
2306 static void invoke_rcu_core(void)
2307 {
2308         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2309                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2314  */
2315 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2316                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2317 {
2318         /*
2319          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2320          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2321          */
2322         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2323                 invoke_rcu_core();
2324
2325         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2326         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2327                 return;
2328
2329         /*
2330          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2331          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2332          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2333          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2334          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2335          */
2336         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2337
2338                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2339                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2340                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2341
2342                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2343                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2344                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2345
2346                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2347                         rcu_start_gp(rsp);
2348                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2349                 } else {
2350                         /* Give the grace period a kick. */
2351                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2352                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2353                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2354                                 force_quiescent_state(rsp);
2355                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2356                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2357                 }
2358         }
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2363  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2364  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2365  * is expected to specify a CPU.
2366  */
2367 static void
2368 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2369            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2370 {
2371         unsigned long flags;
2372         struct rcu_data *rdp;
2373
2374         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2375         debug_rcu_head_queue(head);
2376         head->func = func;
2377         head->next = NULL;
2378
2379         /*
2380          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2381          * Note that we might see a beginning right after we see an
2382          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2383          * a quiescent state betweentimes.
2384          */
2385         local_irq_save(flags);
2386         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2387
2388         /* Add the callback to our list. */
2389         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2390                 int offline;
2391
2392                 if (cpu != -1)
2393                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2394                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2395                 WARN_ON_ONCE(offline);
2396                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2397                 local_irq_restore(flags);
2398                 return;
2399         }
2400         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2401         if (lazy)
2402                 rdp->qlen_lazy++;
2403         else
2404                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2405         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2406         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2407         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2408
2409         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2410                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2411                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2412         else
2413                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2414
2415         /* Go handle any RCU core processing required. */
2416         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2417         local_irq_restore(flags);
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2422  */
2423 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2424 {
2425         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2426 }
2427 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2428
2429 /*
2430  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2431  */
2432 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2433 {
2434         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2435 }
2436 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2437
2438 /*
2439  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2440  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2441  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2442  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2443  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2444  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2445  * some overhead: RCU still operates correctly.
2446  */
2447 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2448 {
2449         int ret;
2450
2451         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2452         preempt_disable();
2453         ret = num_online_cpus() <= 1;
2454         preempt_enable();
2455         return ret;
2456 }
2457
2458 /**
2459  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2460  *
2461  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2462  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2463  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2464  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2465  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2466  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2467  * rcu_read_lock_sched().
2468  *
2469  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2470  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2471  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2472  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2473  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2474  *
2475  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2476  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2477  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2478  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2479  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2480  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2481  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2482  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2483  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2484  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2485  * that are executing in the kernel.
2486  *
2487  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2488  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2489  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2490  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2491  * again only if the system has more than one CPU).
2492  *
2493  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2494  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2495  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2496  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2497  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2498  */
2499 void synchronize_sched(void)
2500 {
2501         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2502                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2503                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2504                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2505         if (rcu_blocking_is_gp())
2506                 return;
2507         if (rcu_expedited)
2508                 synchronize_sched_expedited();
2509         else
2510                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2511 }
2512 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2513
2514 /**
2515  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2516  *
2517  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2518  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2519  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2520  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2521  * and may be nested.
2522  *
2523  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2524  * on memory ordering guarantees.
2525  */
2526 void synchronize_rcu_bh(void)
2527 {
2528         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2529                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2530                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2531                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2532         if (rcu_blocking_is_gp())
2533                 return;
2534         if (rcu_expedited)
2535                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2536         else
2537                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2540
2541 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2542 {
2543         /*
2544          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2545          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2546          * time that it returns.
2547          *
2548          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2549          * above condition is already met when the control reaches
2550          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2551          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2552          * robustness against future implementation changes.
2553          */
2554         smp_mb(); /* See above comment block. */
2555         return 0;
2556 }
2557
2558 /**
2559  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2560  *
2561  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2562  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2563  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2564  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2565  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2566  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2567  * synchronize_sched() instead.
2568  *
2569  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2570  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2571  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2572  * these restriction will result in deadlock.
2573  *
2574  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2575  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2576  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2577  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2578  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2579  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2580  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2581  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2582  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2583  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2584  *
2585  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2586  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2587  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2588  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2589  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2590  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2591  * doing our work for us.
2592  *
2593  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2594  */
2595 void synchronize_sched_expedited(void)
2596 {
2597         long firstsnap, s, snap;
2598         int trycount = 0;
2599         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2600
2601         /*
2602          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2603          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2604          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2605          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2606          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2607          * course be required on a 64-bit system.
2608          */
2609         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2610                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2611                          ULONG_MAX / 8)) {
2612                 synchronize_sched();
2613                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2614                 return;
2615         }
2616
2617         /*
2618          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2619          * full memory barrier.
2620          */
2621         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2622         firstsnap = snap;
2623         get_online_cpus();
2624         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2625
2626         /*
2627          * Each pass through the following loop attempts to force a
2628          * context switch on each CPU.
2629          */
2630         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2631                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2632                              NULL) == -EAGAIN) {
2633                 put_online_cpus();
2634                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2635
2636                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2637                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2638                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2639                         /* ensure test happens before caller kfree */
2640                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2641                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2642                         return;
2643                 }
2644
2645                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2646                 if (trycount++ < 10) {
2647                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2648                 } else {
2649                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2650                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2651                         return;
2652                 }
2653
2654                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2655                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2656                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2657                         /* ensure test happens before caller kfree */
2658                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2659                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2660                         return;
2661                 }
2662
2663                 /*
2664                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2665                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2666                  * after they started, so our grace period works for them,
2667                  * and they started after our first try, so their grace
2668                  * period works for us.
2669                  */
2670                 get_online_cpus();
2671                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2672                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2673         }
2674         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2675
2676         /*
2677          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2678          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2679          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2680          * than we did already did their update.
2681          */
2682         do {
2683                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2684                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2685                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2686                         /* ensure test happens before caller kfree */
2687                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2688                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2689                         break;
2690                 }
2691         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2692         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2693
2694         put_online_cpus();
2695 }
2696 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2697
2698 /*
2699  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2700  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2701  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2702  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2703  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2704  */
2705 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2706 {
2707         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2708
2709         rdp->n_rcu_pending++;
2710
2711         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2712         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2713
2714         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2715         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2716             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2717                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2718         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2719                 rdp->n_rp_report_qs++;
2720                 return 1;
2721         }
2722
2723         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2724         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2725                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2726                 return 1;
2727         }
2728
2729         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2730         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2731                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2732                 return 1;
2733         }
2734
2735         /* Has another RCU grace period completed?  */
2736         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2737                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2738                 return 1;
2739         }
2740
2741         /* Has a new RCU grace period started? */
2742         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2743                 rdp->n_rp_gp_started++;
2744                 return 1;
2745         }
2746
2747         /* nothing to do */
2748         rdp->n_rp_need_nothing++;
2749         return 0;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2754  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2755  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2756  */
2757 static int rcu_pending(int cpu)
2758 {
2759         struct rcu_state *rsp;
2760
2761         for_each_rcu_flavor(rsp)
2762                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2763                         return 1;
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2769  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2770  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2771  */
2772 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2773 {
2774         bool al = true;
2775         bool hc = false;
2776         struct rcu_data *rdp;
2777         struct rcu_state *rsp;
2778
2779         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2780                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2781                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2782                         al = false;
2783                 if (rdp->nxtlist)
2784                         hc = true;
2785         }
2786         if (all_lazy)
2787                 *all_lazy = al;
2788         return hc;
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2793  * the compiler is expected to optimize this away.
2794  */
2795 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2796                                int cpu, unsigned long done)
2797 {
2798         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2799                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2800 }
2801
2802 /*
2803  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2804  * up the task executing _rcu_barrier().
2805  */
2806 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2807 {
2808         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2809         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2810
2811         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2812                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2813                 complete(&rsp->barrier_completion);
2814         } else {
2815                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2816         }
2817 }
2818
2819 /*
2820  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2821  */
2822 static void rcu_barrier_func(void *type)
2823 {
2824         struct rcu_state *rsp = type;
2825         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2826
2827         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2828         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2829         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2834  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2835  */
2836 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2837 {
2838         int cpu;
2839         struct rcu_data *rdp;
2840         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2841         unsigned long snap_done;
2842
2843         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2844
2845         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2846         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2847
2848         /*
2849          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2850          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2851          */
2852         smp_mb();  /* See above block comment. */
2853
2854         /*
2855          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2856          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2857          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2858          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2859          */
2860         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2861         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2862         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2863                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2864                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2865                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2866                 return;
2867         }
2868
2869         /*
2870          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2871          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2872          * the increment to precede the early-exit check.
2873          */
2874         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2875         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2876         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2877         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2878
2879         /*
2880          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2881          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2882          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2883          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2884          */
2885         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2886         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2887         get_online_cpus();
2888
2889         /*
2890          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2891          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2892          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2893          */
2894         for_each_possible_cpu(cpu) {
2895                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2896                         continue;
2897                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2898                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2899                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2900                                            rsp->n_barrier_done);
2901                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2902                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2903                                    rsp, cpu, 0);
2904                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2905                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2906                                            rsp->n_barrier_done);
2907                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2908                 } else {
2909                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2910                                            rsp->n_barrier_done);
2911                 }
2912         }
2913         put_online_cpus();
2914
2915         /*
2916          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2917          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2918          */
2919         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2920                 complete(&rsp->barrier_completion);
2921
2922         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2923         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2924         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2925         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2926         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2927         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2928
2929         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2930         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2931
2932         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2933         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2934 }
2935
2936 /**
2937  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2938  */
2939 void rcu_barrier_bh(void)
2940 {
2941         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2942 }
2943 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2944
2945 /**
2946  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2947  */
2948 void rcu_barrier_sched(void)
2949 {
2950         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2951 }
2952 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2953
2954 /*
2955  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2956  */
2957 static void __init
2958 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2959 {
2960         unsigned long flags;
2961         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2962         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2963
2964         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2965         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2966         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2967         init_callback_list(rdp);
2968         rdp->qlen_lazy = 0;
2969         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2970         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2971         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2972         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2973         rdp->cpu = cpu;
2974         rdp->rsp = rsp;
2975         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2976         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2981  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2982  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2983  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2984  */
2985 static void __cpuinit
2986 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2987 {
2988         unsigned long flags;
2989         unsigned long mask;
2990         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2991         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2992
2993         /* Exclude new grace periods. */
2994         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2995
2996         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2997         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2998         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2999         rdp->preemptible = preemptible;
3000         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3001         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3002         rdp->blimit = blimit;
3003         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3004         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3005         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3006                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3007         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3008
3009         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3010         rnp = rdp->mynode;
3011         mask = rdp->grpmask;
3012         do {
3013                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3014                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3015                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3016                 mask = rnp->grpmask;
3017                 if (rnp == rdp->mynode) {
3018                         /*
3019                          * If there is a grace period in progress, we will
3020                          * set up to wait for it next time we run the
3021                          * RCU core code.
3022                          */
3023                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3024                         rdp->completed = rnp->completed;
3025                         rdp->passed_quiesce = 0;
3026                         rdp->qs_pending = 0;
3027                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
3028                 }
3029                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3030                 rnp = rnp->parent;
3031         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3032         local_irq_restore(flags);
3033
3034         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3035 }
3036
3037 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
3038 {
3039         struct rcu_state *rsp;
3040
3041         for_each_rcu_flavor(rsp)
3042                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
3043                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
3044 }
3045
3046 /*
3047  * Handle CPU online/offline notification events.
3048  */
3049 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3050                                     unsigned long action, void *hcpu)
3051 {
3052         long cpu = (long)hcpu;
3053         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
3054         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3055         struct rcu_state *rsp;
3056
3057         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
3058         switch (action) {
3059         case CPU_UP_PREPARE:
3060         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3061                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3062                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3063                 break;
3064         case CPU_ONLINE:
3065         case CPU_DOWN_FAILED:
3066                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3067                 break;
3068         case CPU_DOWN_PREPARE:
3069                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3070                 break;
3071         case CPU_DYING:
3072         case CPU_DYING_FROZEN:
3073                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3074                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3075                 break;
3076         case CPU_DEAD:
3077         case CPU_DEAD_FROZEN:
3078         case CPU_UP_CANCELED:
3079         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3080                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3081                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3082                 break;
3083         default:
3084                 break;
3085         }
3086         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
3087         return NOTIFY_OK;
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3092  */
3093 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3094 {
3095         unsigned long flags;
3096         struct rcu_node *rnp;
3097         struct rcu_state *rsp;
3098         struct task_struct *t;
3099
3100         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3101                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
3102                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3103                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3104                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3105                 rsp->gp_kthread = t;
3106                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3107                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3108         }
3109         return 0;
3110 }
3111 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3112
3113 /*
3114  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3115  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3116  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3117  * task is booting the system).  After this function is called, the
3118  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3119  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3120  */
3121 void rcu_scheduler_starting(void)
3122 {
3123         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3124         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3125         rcu_scheduler_active = 1;
3126 }
3127
3128 /*
3129  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3130  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3131  */
3132 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3133 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3134 {
3135         int i;
3136
3137         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3138                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3139         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3140 }
3141 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3142 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3143 {
3144         int ccur;
3145         int cprv;
3146         int i;
3147
3148         cprv = nr_cpu_ids;
3149         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3150                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3151                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3152                 cprv = ccur;
3153         }
3154 }
3155 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3156
3157 /*
3158  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3159  */
3160 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3161                 struct rcu_data __percpu *rda)
3162 {
3163         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3164                                "rcu_node_1",
3165                                "rcu_node_2",
3166                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3167         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3168                                "rcu_node_fqs_1",
3169                                "rcu_node_fqs_2",
3170                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3171         int cpustride = 1;
3172         int i;
3173         int j;
3174         struct rcu_node *rnp;
3175
3176         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3177
3178         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3179         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3180                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3181
3182         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3183
3184         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3185                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3186         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3187                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3188         rcu_init_levelspread(rsp);
3189
3190         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3191
3192         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3193                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3194                 rnp = rsp->level[i];
3195                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3196                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3197                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3198                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3199                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3200                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3201                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3202                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3203                         rnp->completed = rsp->completed;
3204                         rnp->qsmask = 0;
3205                         rnp->qsmaskinit = 0;
3206                         rnp->grplo = j * cpustride;
3207                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3208                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3209                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3210                         if (i == 0) {
3211                                 rnp->grpnum = 0;
3212                                 rnp->grpmask = 0;
3213                                 rnp->parent = NULL;
3214                         } else {
3215                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3216                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3217                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3218                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3219                         }
3220                         rnp->level = i;
3221                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3222                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3223                 }
3224         }
3225
3226         rsp->rda = rda;
3227         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3228         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3229         for_each_possible_cpu(i) {
3230                 while (i > rnp->grphi)
3231                         rnp++;
3232                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3233                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3234         }
3235         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3236 }
3237
3238 /*
3239  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3240  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3241  * the ->node array in the rcu_state structure.
3242  */
3243 static void __init rcu_init_geometry(void)
3244 {
3245         int i;
3246         int j;
3247         int n = nr_cpu_ids;
3248         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3249
3250         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3251         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3252             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3253                 return;
3254
3255         /*
3256          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3257          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3258          * some of the arithmetic easier.
3259          */
3260         rcu_capacity[0] = 1;
3261         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3262         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3263                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3264
3265         /*
3266          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3267          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3268          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3269          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3270          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3271          * compile-time values if these limits are exceeded.
3272          */
3273         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3274             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3275             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3276                 WARN_ON(1);
3277                 return;
3278         }
3279
3280         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3281         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3282                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3283                         for (j = 0; j <= i; j++)
3284                                 num_rcu_lvl[j] =
3285                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3286                         rcu_num_lvls = i;
3287                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3288                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3289                         break;
3290                 }
3291
3292         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3293         rcu_num_nodes = 0;
3294         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3295                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3296         rcu_num_nodes -= n;
3297 }
3298
3299 void __init rcu_init(void)
3300 {
3301         int cpu;
3302
3303         rcu_bootup_announce();
3304         rcu_init_geometry();
3305         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3306         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3307         __rcu_init_preempt();
3308         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3309
3310         /*
3311          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3312          * this is called early in boot, before either interrupts
3313          * or the scheduler are operational.
3314          */
3315         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3316         for_each_online_cpu(cpu)
3317                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3318 }
3319
3320 #include "rcutree_plugin.h"