dda43d826504a6e5085db45499f14e6dd36cd184
[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
56 #include "rcutree.h"
57 #include <trace/events/rcu.h>
58
59 #include "rcu.h"
60
61 /* Data structures. */
62
63 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
66         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
67         .call = cr, \
68         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.onofflock), \
72         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
73         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
74         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
75         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.fqslock), \
76         .name = #sname, \
77 }
78
79 struct rcu_state rcu_sched_state =
80         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
81 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
82
83 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
85
86 static struct rcu_state *rcu_state;
87
88 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
89 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
90 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0);
91 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
92 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
93         NUM_RCU_LVL_0,
94         NUM_RCU_LVL_1,
95         NUM_RCU_LVL_2,
96         NUM_RCU_LVL_3,
97         NUM_RCU_LVL_4,
98 };
99 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
100
101 /*
102  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
103  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
104  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
105  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
106  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
107  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
108  * positives from lockdep-RCU error checking.
109  */
110 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
111 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
112
113 /*
114  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
115  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
116  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
117  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
118  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
119  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
120  *
121  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
122  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
123  * a time.
124  */
125 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
126
127 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
128
129 /*
130  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
131  * handle all flavors of RCU.
132  */
133 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
134 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
135 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
136 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
137 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
138
139 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
140
141 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
142 static void invoke_rcu_core(void);
143 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
144
145 /*
146  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
147  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
148  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
149  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
150  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
151  * These variables enable correlating rcutorture output with the
152  * RCU tracing information.
153  */
154 unsigned long rcutorture_testseq;
155 unsigned long rcutorture_vernum;
156
157 /*
158  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
159  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
160  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
161  */
162 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
163 {
164         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
165 }
166
167 /*
168  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
169  * how many quiescent states passed, just if there was at least
170  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
171  * The caller must have disabled preemption.
172  */
173 void rcu_sched_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
189         barrier();
190         if (rdp->passed_quiesce == 0)
191                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
192         rdp->passed_quiesce = 1;
193 }
194
195 /*
196  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
197  * and requires special handling for preemptible RCU.
198  * The caller must have disabled preemption.
199  */
200 void rcu_note_context_switch(int cpu)
201 {
202         trace_rcu_utilization("Start context switch");
203         rcu_sched_qs(cpu);
204         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
205         trace_rcu_utilization("End context switch");
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
208
209 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
210         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
211         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
212 };
213
214 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
215 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
216 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
217
218 module_param(blimit, int, 0);
219 module_param(qhimark, int, 0);
220 module_param(qlowmark, int, 0);
221
222 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
223 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
224
225 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
226 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
227
228 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
229 static int rcu_pending(int cpu);
230
231 /*
232  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
233  */
234 long rcu_batches_completed_sched(void)
235 {
236         return rcu_sched_state.completed;
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
239
240 /*
241  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
242  */
243 long rcu_batches_completed_bh(void)
244 {
245         return rcu_bh_state.completed;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
248
249 /*
250  * Force a quiescent state for RCU BH.
251  */
252 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
253 {
254         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
257
258 /*
259  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
260  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
261  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
262  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
263  * store this state in rcutorture itself.
264  */
265 void rcutorture_record_test_transition(void)
266 {
267         rcutorture_testseq++;
268         rcutorture_vernum = 0;
269 }
270 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
271
272 /*
273  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
274  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
275  * messages.
276  */
277 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
278 {
279         rcutorture_vernum++;
280 }
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
282
283 /*
284  * Force a quiescent state for RCU-sched.
285  */
286 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
287 {
288         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
289 }
290 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
291
292 /*
293  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
294  */
295 static int
296 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
297 {
298         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
299 }
300
301 /*
302  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
303  */
304 static int
305 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
306 {
307         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
308 }
309
310 /*
311  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
312  */
313 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
314 {
315         return &rsp->node[0];
316 }
317
318 /*
319  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
320  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
321  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
322  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
323  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
324  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
325  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
326  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
327  * each and every time we start a new grace period.
328  */
329 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
330 {
331         /*
332          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
333          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
334          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
335          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
336          * to the idle loop on the way down.
337          */
338         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
339             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
340                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
341                 rdp->offline_fqs++;
342                 return 1;
343         }
344         return 0;
345 }
346
347 /*
348  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
349  *
350  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
351  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
352  * The caller must have disabled interrupts.
353  */
354 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
355 {
356         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
357         if (!is_idle_task(current)) {
358                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
359
360                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
361                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
362                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
363                           current->pid, current->comm,
364                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
365         }
366         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
367         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
368         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
369         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
370         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
371         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
372
373         /*
374          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
375          * in an RCU read-side critical section.
376          */
377         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
378                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
379         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
380                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
381         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
382                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
383 }
384
385 /**
386  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
387  *
388  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
389  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
390  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
391  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
392  *
393  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
394  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
395  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
396  */
397 void rcu_idle_enter(void)
398 {
399         unsigned long flags;
400         long long oldval;
401         struct rcu_dynticks *rdtp;
402
403         local_irq_save(flags);
404         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
405         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
406         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
407         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
408                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
409         else
410                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
411         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
412         local_irq_restore(flags);
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
415
416 /**
417  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
418  *
419  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
420  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
421  * sections can occur.
422  *
423  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
424  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
425  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
426  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
427  *
428  * Use things like work queues to work around this limitation.
429  *
430  * You have been warned.
431  */
432 void rcu_irq_exit(void)
433 {
434         unsigned long flags;
435         long long oldval;
436         struct rcu_dynticks *rdtp;
437
438         local_irq_save(flags);
439         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
440         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
441         rdtp->dynticks_nesting--;
442         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
443         if (rdtp->dynticks_nesting)
444                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
445         else
446                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
447         local_irq_restore(flags);
448 }
449
450 /*
451  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
452  *
453  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
454  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
455  * The caller must have disabled interrupts.
456  */
457 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
458 {
459         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
460         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
461         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
462         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
463         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
464         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
465         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
466         if (!is_idle_task(current)) {
467                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
468
469                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
470                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
471                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
472                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
473                           current->pid, current->comm,
474                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
475         }
476 }
477
478 /**
479  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
480  *
481  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
482  * read-side critical sections can occur.
483  *
484  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
485  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
486  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
487  * now starting.
488  */
489 void rcu_idle_exit(void)
490 {
491         unsigned long flags;
492         struct rcu_dynticks *rdtp;
493         long long oldval;
494
495         local_irq_save(flags);
496         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
497         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
498         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
499         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
500                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
501         else
502                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
503         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
504         local_irq_restore(flags);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
507
508 /**
509  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
510  *
511  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
512  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
513  * sections can occur.
514  *
515  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
516  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
517  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
518  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
519  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
520  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
521  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
522  *
523  * Use things like work queues to work around this limitation.
524  *
525  * You have been warned.
526  */
527 void rcu_irq_enter(void)
528 {
529         unsigned long flags;
530         struct rcu_dynticks *rdtp;
531         long long oldval;
532
533         local_irq_save(flags);
534         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
535         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
536         rdtp->dynticks_nesting++;
537         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
538         if (oldval)
539                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
540         else
541                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
542         local_irq_restore(flags);
543 }
544
545 /**
546  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
547  *
548  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
549  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
550  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
551  */
552 void rcu_nmi_enter(void)
553 {
554         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
555
556         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
557             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
558                 return;
559         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
560         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
561         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
562         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
563         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
564         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
565 }
566
567 /**
568  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
569  *
570  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
571  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
572  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
573  */
574 void rcu_nmi_exit(void)
575 {
576         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
577
578         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
579             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
580                 return;
581         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
582         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
583         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
584         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
585         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
586 }
587
588 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
589
590 /**
591  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
592  *
593  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
594  * or NMI handler, return true.
595  */
596 int rcu_is_cpu_idle(void)
597 {
598         int ret;
599
600         preempt_disable();
601         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
602         preempt_enable();
603         return ret;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
606
607 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
608
609 /*
610  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
611  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
612  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
613  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
614  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
615  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
616  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
617  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
618  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
619  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
620  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
621  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
622  * notifiers.
623  *
624  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
625  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
626  *
627  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
628  * errors from NMI handlers anyway.
629  */
630 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
631 {
632         struct rcu_data *rdp;
633         struct rcu_node *rnp;
634         bool ret;
635
636         if (in_nmi())
637                 return 1;
638         preempt_disable();
639         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
640         rnp = rdp->mynode;
641         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
642               !rcu_scheduler_fully_active;
643         preempt_enable();
644         return ret;
645 }
646 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
647
648 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
649
650 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
651
652 /**
653  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
654  *
655  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
656  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
657  * disabled preemption.
658  */
659 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
660 {
661         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
662 }
663
664 /*
665  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
666  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
667  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
668  */
669 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
670 {
671         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
672         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
673 }
674
675 /*
676  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
677  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
678  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
679  * for this same CPU.
680  */
681 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
682 {
683         unsigned int curr;
684         unsigned int snap;
685
686         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
687         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
688
689         /*
690          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
691          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
692          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
693          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
694          * read-side critical section that started before the beginning
695          * of the current RCU grace period.
696          */
697         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
698                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
699                 rdp->dynticks_fqs++;
700                 return 1;
701         }
702
703         /* Go check for the CPU being offline. */
704         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
705 }
706
707 static int jiffies_till_stall_check(void)
708 {
709         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
710
711         /*
712          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
713          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
714          */
715         if (till_stall_check < 3) {
716                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
717                 till_stall_check = 3;
718         } else if (till_stall_check > 300) {
719                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
720                 till_stall_check = 300;
721         }
722         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
723 }
724
725 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
726 {
727         rsp->gp_start = jiffies;
728         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
729 }
730
731 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
732 {
733         int cpu;
734         long delta;
735         unsigned long flags;
736         int ndetected;
737         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
738
739         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
740
741         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
742         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
743         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
744                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
745                 return;
746         }
747         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
748         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
749
750         /*
751          * OK, time to rat on our buddy...
752          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
753          * RCU CPU stall warnings.
754          */
755         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
756                rsp->name);
757         print_cpu_stall_info_begin();
758         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
759                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
760                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
761                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
762                 if (rnp->qsmask == 0)
763                         continue;
764                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
765                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
766                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
767                                 ndetected++;
768                         }
769         }
770
771         /*
772          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
773          * due to CPU offlining.
774          */
775         rnp = rcu_get_root(rsp);
776         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
777         ndetected = rcu_print_task_stall(rnp);
778         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
779
780         print_cpu_stall_info_end();
781         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
782                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
783         if (ndetected == 0)
784                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
785         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
786                 dump_stack();
787
788         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
789
790         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
791
792         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
793 }
794
795 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
796 {
797         unsigned long flags;
798         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
799
800         /*
801          * OK, time to rat on ourselves...
802          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
803          * RCU CPU stall warnings.
804          */
805         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
806         print_cpu_stall_info_begin();
807         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
808         print_cpu_stall_info_end();
809         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
810         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
811                 dump_stack();
812
813         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
814         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
815                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
816                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
817         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
818
819         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
820 }
821
822 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
823 {
824         unsigned long j;
825         unsigned long js;
826         struct rcu_node *rnp;
827
828         if (rcu_cpu_stall_suppress)
829                 return;
830         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
831         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
832         rnp = rdp->mynode;
833         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
834
835                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
836                 print_cpu_stall(rsp);
837
838         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
839                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
840
841                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
842                 print_other_cpu_stall(rsp);
843         }
844 }
845
846 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
847 {
848         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
849         return NOTIFY_DONE;
850 }
851
852 /**
853  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
854  *
855  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
856  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
857  * RCU grace periods.
858  *
859  * The caller must disable hard irqs.
860  */
861 void rcu_cpu_stall_reset(void)
862 {
863         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
864         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
865         rcu_preempt_stall_reset();
866 }
867
868 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
869         .notifier_call = rcu_panic,
870 };
871
872 static void __init check_cpu_stall_init(void)
873 {
874         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
875 }
876
877 /*
878  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
879  * This is used both when we started the grace period and when we notice
880  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
881  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
882  *  and must have irqs disabled.
883  */
884 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
885 {
886         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
887                 /*
888                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
889                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
890                  * go looking for one.
891                  */
892                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
893                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
894                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
895                         rdp->qs_pending = 1;
896                         rdp->passed_quiesce = 0;
897                 } else
898                         rdp->qs_pending = 0;
899                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
900         }
901 }
902
903 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
904 {
905         unsigned long flags;
906         struct rcu_node *rnp;
907
908         local_irq_save(flags);
909         rnp = rdp->mynode;
910         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
911             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
912                 local_irq_restore(flags);
913                 return;
914         }
915         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
916         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
917 }
918
919 /*
920  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
921  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
922  * on the CPU corresponding to rdp.
923  */
924 static int
925 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
926 {
927         unsigned long flags;
928         int ret = 0;
929
930         local_irq_save(flags);
931         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
932                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
933                 ret = 1;
934         }
935         local_irq_restore(flags);
936         return ret;
937 }
938
939 /*
940  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
941  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
942  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
943  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
944  */
945 static void
946 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
947 {
948         /* Did another grace period end? */
949         if (rdp->completed != rnp->completed) {
950
951                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
952                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
953                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
954                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
955
956                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
957                 rdp->completed = rnp->completed;
958                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
959
960                 /*
961                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
962                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
963                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
964                  * spurious new grace periods.  If another grace period
965                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
966                  * we will detect this later on.
967                  */
968                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
969                         rdp->gpnum = rdp->completed;
970
971                 /*
972                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
973                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
974                  */
975                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
976                         rdp->qs_pending = 0;
977         }
978 }
979
980 /*
981  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
982  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
983  * belongs.
984  */
985 static void
986 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
987 {
988         unsigned long flags;
989         struct rcu_node *rnp;
990
991         local_irq_save(flags);
992         rnp = rdp->mynode;
993         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
994             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
995                 local_irq_restore(flags);
996                 return;
997         }
998         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
999         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1004  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1005  * this CPU.
1006  */
1007 static void
1008 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1009 {
1010         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1011         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1012
1013         /*
1014          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
1015          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
1016          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
1017          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
1018          *
1019          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
1020          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
1021          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
1022          * by the next RCU grace period.
1023          */
1024         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1025         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1026
1027         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1028         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1033  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1034  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1035  * be disabled.
1036  *
1037  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1038  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1039  * quiescent state.
1040  */
1041 static void
1042 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1043         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1044 {
1045         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1046         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1047
1048         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1049             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1050                 /*
1051                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1052                  * non-idle task or this CPU does not need another
1053                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1054                  * period.
1055                  */
1056                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1057                 return;
1058         }
1059
1060         if (rsp->fqs_active) {
1061                 /*
1062                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1063                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1064                  */
1065                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1066                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1067                 return;
1068         }
1069
1070         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1071         rsp->gpnum++;
1072         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1073         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1074         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1075         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1076         record_gp_stall_check_time(rsp);
1077         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1078
1079         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1080         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1081
1082         /*
1083          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1084          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1085          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1086          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1087          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1088          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1089          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1090          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1091          * CPU-hotplug operations.
1092          *
1093          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1094          * the initialization process, as there will be at least one
1095          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1096          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1097          * irqs disabled.
1098          */
1099         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1100                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1101                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1102                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1103                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1104                 rnp->completed = rsp->completed;
1105                 if (rnp == rdp->mynode)
1106                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1107                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1108                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1109                                             rnp->level, rnp->grplo,
1110                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1111                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1112         }
1113
1114         rnp = rcu_get_root(rsp);
1115         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1116         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1117         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1118         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1123  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1124  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1125  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1126  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1127  */
1128 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1129         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1130 {
1131         unsigned long gp_duration;
1132         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1133         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1134
1135         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1136
1137         /*
1138          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1139          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1140          */
1141         smp_mb(); /* See above block comment. */
1142         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1143         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1144                 rsp->gp_max = gp_duration;
1145
1146         /*
1147          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1148          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1149          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1150          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1151          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1152          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1153          *
1154          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1155          * care of this while initializing the next grace period.
1156          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1157          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1158          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1159          * completed.
1160          */
1161         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1162                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1163
1164                 /*
1165                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1166                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1167                  * of the next grace period to process their callbacks.
1168                  */
1169                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1170                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1171                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1172                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1173                 }
1174                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1175                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1176         }
1177
1178         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1179         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1180         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1181         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1186  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1187  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1188  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1189  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1190  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1191  */
1192 static void
1193 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1194                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1195         __releases(rnp->lock)
1196 {
1197         struct rcu_node *rnp_c;
1198
1199         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1200         for (;;) {
1201                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1202
1203                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1204                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1205                         return;
1206                 }
1207                 rnp->qsmask &= ~mask;
1208                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1209                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1210                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1211                                                  !!rnp->gp_tasks);
1212                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1213
1214                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1215                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1216                         return;
1217                 }
1218                 mask = rnp->grpmask;
1219                 if (rnp->parent == NULL) {
1220
1221                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1222
1223                         break;
1224                 }
1225                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1226                 rnp_c = rnp;
1227                 rnp = rnp->parent;
1228                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1229                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1230         }
1231
1232         /*
1233          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1234          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1235          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1236          */
1237         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1242  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1243  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1244  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1245  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1246  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1247  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1248  */
1249 static void
1250 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1251 {
1252         unsigned long flags;
1253         unsigned long mask;
1254         struct rcu_node *rnp;
1255
1256         rnp = rdp->mynode;
1257         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1258         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1259
1260                 /*
1261                  * The grace period in which this quiescent state was
1262                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1263                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1264                  * within the current grace period.
1265                  */
1266                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1267                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1268                 return;
1269         }
1270         mask = rdp->grpmask;
1271         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1272                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1273         } else {
1274                 rdp->qs_pending = 0;
1275
1276                 /*
1277                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1278                  * callbacks can be processed during the next GP.
1279                  */
1280                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1281
1282                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1283         }
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1288  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1289  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1290  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1291  */
1292 static void
1293 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1294 {
1295         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1296         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1297                 return;
1298
1299         /*
1300          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1301          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1302          */
1303         if (!rdp->qs_pending)
1304                 return;
1305
1306         /*
1307          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1308          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1309          */
1310         if (!rdp->passed_quiesce)
1311                 return;
1312
1313         /*
1314          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1315          * judge of that).
1316          */
1317         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1318 }
1319
1320 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1321
1322 /*
1323  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1324  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1325  * ->onofflock.
1326  */
1327 static void
1328 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1329                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1330 {
1331         int i;
1332
1333         /*
1334          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1335          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1336          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1337          */
1338         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1339                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1340                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1341                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1342                 rdp->qlen_lazy = 0;
1343                 rdp->qlen = 0;
1344         }
1345
1346         /*
1347          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1348          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1349          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1350          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1351          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1352          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1353          * we just reset the whole thing later on.
1354          */
1355         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1356                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1357                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1358                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1359         }
1360
1361         /*
1362          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1363          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1364          * required to pass though another grace period: They are done.
1365          */
1366         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1367                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1368                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1369         }
1370
1371         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1372         rdp->nxtlist = NULL;
1373         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1374                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1379  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1380  */
1381 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1382 {
1383         int i;
1384         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1385
1386         /*
1387          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1388          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1389          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1390          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1391          * orphanage.
1392          */
1393         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1394             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1395                 return;
1396
1397         /* Do the accounting first. */
1398         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1399         rdp->qlen += rsp->qlen;
1400         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1401         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1402                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1403         rsp->qlen_lazy = 0;
1404         rsp->qlen = 0;
1405
1406         /*
1407          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1408          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1409          * we are the task doing the rcu_barrier().
1410          */
1411
1412         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1413         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1414                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1415                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1416                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1417                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1418                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1419                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1420                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1421         }
1422
1423         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1424         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1425                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1426                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1427                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1428                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1429         }
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1434  */
1435 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1436 {
1437         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1438         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1439         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1440
1441         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1442         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1443                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1444                                "cpuofl");
1445 }
1446
1447 /*
1448  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1449  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1450  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1451  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1452  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1453  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1454  */
1455 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1456 {
1457         unsigned long flags;
1458         unsigned long mask;
1459         int need_report = 0;
1460         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1461         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1462
1463         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1464         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1465         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1466
1467         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1468
1469         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1470         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1471
1472         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1473         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1474         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1475
1476         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1477         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1478         do {
1479                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1480                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1481                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1482                         if (rnp != rdp->mynode)
1483                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1484                         break;
1485                 }
1486                 if (rnp == rdp->mynode)
1487                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1488                 else
1489                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1490                 mask = rnp->grpmask;
1491                 rnp = rnp->parent;
1492         } while (rnp != NULL);
1493
1494         /*
1495          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1496          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1497          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1498          * held leads to deadlock.
1499          */
1500         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1501         rnp = rdp->mynode;
1502         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1503                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1504         else
1505                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1506         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1507                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1508 }
1509
1510 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1511
1512 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1513 {
1514 }
1515
1516 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1517 {
1518 }
1519
1520 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1521 {
1522 }
1523
1524 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1525
1526 /*
1527  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1528  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1529  */
1530 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1531 {
1532         unsigned long flags;
1533         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1534         int bl, count, count_lazy, i;
1535
1536         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1537         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1538                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1539                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1540                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1541                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1542                 return;
1543         }
1544
1545         /*
1546          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1547          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1548          */
1549         local_irq_save(flags);
1550         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1551         bl = rdp->blimit;
1552         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1553         list = rdp->nxtlist;
1554         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1555         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1556         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1557         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1558                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1559                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1560         local_irq_restore(flags);
1561
1562         /* Invoke callbacks. */
1563         count = count_lazy = 0;
1564         while (list) {
1565                 next = list->next;
1566                 prefetch(next);
1567                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1568                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1569                         count_lazy++;
1570                 list = next;
1571                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1572                 if (++count >= bl &&
1573                     (need_resched() ||
1574                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1575                         break;
1576         }
1577
1578         local_irq_save(flags);
1579         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1580                             is_idle_task(current),
1581                             rcu_is_callbacks_kthread());
1582
1583         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1584         if (list != NULL) {
1585                 *tail = rdp->nxtlist;
1586                 rdp->nxtlist = list;
1587                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1588                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1589                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1590                         else
1591                                 break;
1592         }
1593         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1594         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1595         rdp->qlen -= count;
1596         rdp->n_cbs_invoked += count;
1597
1598         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1599         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1600                 rdp->blimit = blimit;
1601
1602         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1603         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1604                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1605                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1606         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1607                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1608
1609         local_irq_restore(flags);
1610
1611         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1612         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1613                 invoke_rcu_core();
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1618  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1619  * Also schedule RCU core processing.
1620  *
1621  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1622  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1623  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1624  */
1625 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1626 {
1627         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1628         increment_cpu_stall_ticks();
1629         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1630
1631                 /*
1632                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1633                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1634                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1635                  * a quiescent state, so note it.
1636                  *
1637                  * No memory barrier is required here because both
1638                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1639                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1640                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1641                  */
1642
1643                 rcu_sched_qs(cpu);
1644                 rcu_bh_qs(cpu);
1645
1646         } else if (!in_softirq()) {
1647
1648                 /*
1649                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1650                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1651                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1652                  * critical section, so note it.
1653                  */
1654
1655                 rcu_bh_qs(cpu);
1656         }
1657         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1658         if (rcu_pending(cpu))
1659                 invoke_rcu_core();
1660         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1665  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1666  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1667  *
1668  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1669  */
1670 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1671 {
1672         unsigned long bit;
1673         int cpu;
1674         unsigned long flags;
1675         unsigned long mask;
1676         struct rcu_node *rnp;
1677
1678         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1679                 mask = 0;
1680                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1681                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1682                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1683                         return;
1684                 }
1685                 if (rnp->qsmask == 0) {
1686                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1687                         continue;
1688                 }
1689                 cpu = rnp->grplo;
1690                 bit = 1;
1691                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1692                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1693                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1694                                 mask |= bit;
1695                 }
1696                 if (mask != 0) {
1697
1698                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1699                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1700                         continue;
1701                 }
1702                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1703         }
1704         rnp = rcu_get_root(rsp);
1705         if (rnp->qsmask == 0) {
1706                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1707                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1708         }
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1713  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1714  */
1715 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1716 {
1717         unsigned long flags;
1718         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1719
1720         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1721         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1722                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1723                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1724         }
1725         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1726                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1727                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1728                 return; /* Someone else is already on the job. */
1729         }
1730         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1731                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1732         rsp->n_force_qs++;
1733         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1734         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1735         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1736                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1737                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1738                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1739         }
1740         rsp->fqs_active = 1;
1741         switch (rsp->fqs_state) {
1742         case RCU_GP_IDLE:
1743         case RCU_GP_INIT:
1744
1745                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1746
1747         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1748                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1749                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1750
1751                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1752
1753                 /* Record dyntick-idle state. */
1754                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1755                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1756                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1757                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1758                 break;
1759
1760         case RCU_FORCE_QS:
1761
1762                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1763                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1764                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1765
1766                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1767
1768                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1769                 break;
1770         }
1771         rsp->fqs_active = 0;
1772         if (rsp->fqs_need_gp) {
1773                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1774                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1775                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1776                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1777                 return;
1778         }
1779         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1780 unlock_fqs_ret:
1781         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1782         trace_rcu_utilization("End fqs");
1783 }
1784
1785 /*
1786  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1787  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1788  * whom the rdp belongs.
1789  */
1790 static void
1791 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1792 {
1793         unsigned long flags;
1794
1795         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1796
1797         /*
1798          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1799          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1800          */
1801         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1802                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1803
1804         /*
1805          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1806          * period that some other CPU ended.
1807          */
1808         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1809
1810         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1811         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1812
1813         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1814         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1815                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1816                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1817         }
1818
1819         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1820         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1821                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Do RCU core processing for the current CPU.
1826  */
1827 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1828 {
1829         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1830         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1831                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1832         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1833         rcu_preempt_process_callbacks();
1834         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1839  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1840  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1841  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1842  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1843  */
1844 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1845 {
1846         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1847                 return;
1848         if (likely(!rsp->boost)) {
1849                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1850                 return;
1851         }
1852         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1853 }
1854
1855 static void invoke_rcu_core(void)
1856 {
1857         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1858 }
1859
1860 static void
1861 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1862            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1863 {
1864         unsigned long flags;
1865         struct rcu_data *rdp;
1866
1867         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1868         debug_rcu_head_queue(head);
1869         head->func = func;
1870         head->next = NULL;
1871
1872         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1873
1874         /*
1875          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1876          * Note that we might see a beginning right after we see an
1877          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1878          * a quiescent state betweentimes.
1879          */
1880         local_irq_save(flags);
1881         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1882
1883         /* Add the callback to our list. */
1884         rdp->qlen++;
1885         if (lazy)
1886                 rdp->qlen_lazy++;
1887         else
1888                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1889         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1890         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1891         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1892
1893         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1894                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1895                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1896         else
1897                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1898
1899         /* If interrupts were disabled, don't dive into RCU core. */
1900         if (irqs_disabled_flags(flags)) {
1901                 local_irq_restore(flags);
1902                 return;
1903         }
1904
1905         /*
1906          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1907          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1908          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1909          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1910          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1911          */
1912         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1913
1914                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1915                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1916                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1917
1918                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1919                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1920                         unsigned long nestflag;
1921                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1922
1923                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1924                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1925                 } else {
1926                         /* Give the grace period a kick. */
1927                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1928                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1929                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1930                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1931                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1932                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1933                 }
1934         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1935                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1936         local_irq_restore(flags);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1941  */
1942 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1943 {
1944         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1945 }
1946 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1947
1948 /*
1949  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1950  */
1951 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1952 {
1953         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1954 }
1955 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1956
1957 /*
1958  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
1959  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
1960  * if there is only one CPU online at any point time during execution
1961  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
1962  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
1963  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
1964  * some overhead: RCU still operates correctly.
1965  *
1966  * Of course, sampling num_online_cpus() with preemption enabled can
1967  * give erroneous results if there are concurrent CPU-hotplug operations.
1968  * For example, given a demonic sequence of preemptions in num_online_cpus()
1969  * and CPU-hotplug operations, there could be two or more CPUs online at
1970  * all times, but num_online_cpus() might well return one (or even zero).
1971  *
1972  * However, all such demonic sequences require at least one CPU-offline
1973  * operation.  Furthermore, rcu_blocking_is_gp() giving the wrong answer
1974  * is only a problem if there is an RCU read-side critical section executing
1975  * throughout.  But RCU-sched and RCU-bh read-side critical sections
1976  * disable either preemption or bh, which prevents a CPU from going offline.
1977  * Therefore, the only way that rcu_blocking_is_gp() can incorrectly return
1978  * that there is only one CPU when in fact there was more than one throughout
1979  * is when there were no RCU readers in the system.  If there are no
1980  * RCU readers, the grace period by definition can be of zero length,
1981  * regardless of the number of online CPUs.
1982  */
1983 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
1984 {
1985         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
1986         return num_online_cpus() <= 1;
1987 }
1988
1989 /**
1990  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
1991  *
1992  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
1993  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1994  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
1995  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
1996  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
1997  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
1998  * rcu_read_lock_sched().
1999  *
2000  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2001  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2002  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2003  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2004  * handlers can run in process context, and can block.
2005  *
2006  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2007  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2008  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2009  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2010  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2011  */
2012 void synchronize_sched(void)
2013 {
2014         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2015                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2016                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2017                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2018         if (rcu_blocking_is_gp())
2019                 return;
2020         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2021 }
2022 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2023
2024 /**
2025  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2026  *
2027  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2028  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2029  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2030  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2031  * and may be nested.
2032  */
2033 void synchronize_rcu_bh(void)
2034 {
2035         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2036                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2037                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2038                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2039         if (rcu_blocking_is_gp())
2040                 return;
2041         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2042 }
2043 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2044
2045 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2046 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2047
2048 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2049 {
2050         /*
2051          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2052          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2053          * time that it returns.
2054          *
2055          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2056          * above condition is already met when the control reaches
2057          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2058          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2059          * robustness against future implementation changes.
2060          */
2061         smp_mb(); /* See above comment block. */
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 /**
2066  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2067  *
2068  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2069  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2070  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2071  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2072  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2073  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2074  * synchronize_sched() instead.
2075  *
2076  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2077  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2078  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2079  * these restriction will result in deadlock.
2080  *
2081  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2082  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2083  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2084  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2085  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2086  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2087  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2088  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2089  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2090  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2091  *
2092  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2093  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2094  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2095  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2096  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2097  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2098  * doing our work for us.
2099  *
2100  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2101  */
2102 void synchronize_sched_expedited(void)
2103 {
2104         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2105
2106         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2107         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2108         get_online_cpus();
2109         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2110
2111         /*
2112          * Each pass through the following loop attempts to force a
2113          * context switch on each CPU.
2114          */
2115         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2116                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2117                              NULL) == -EAGAIN) {
2118                 put_online_cpus();
2119
2120                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2121                 if (trycount++ < 10)
2122                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2123                 else {
2124                         synchronize_sched();
2125                         return;
2126                 }
2127
2128                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2129                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2130                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2131                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2132                         return;
2133                 }
2134
2135                 /*
2136                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2137                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2138                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2139                  * We retry after they started, so our grace period works
2140                  * for them, and they started after our first try, so their
2141                  * grace period works for us.
2142                  */
2143                 get_online_cpus();
2144                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2145                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2146         }
2147
2148         /*
2149          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2150          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2151          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2152          * than we did beat us to the punch.
2153          */
2154         do {
2155                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2156                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2157                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2158                         break;
2159                 }
2160         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2161
2162         put_online_cpus();
2163 }
2164 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2165
2166 /*
2167  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2168  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2169  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2170  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2171  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2172  */
2173 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2174 {
2175         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2176
2177         rdp->n_rcu_pending++;
2178
2179         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2180         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2181
2182         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2183         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2184             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2185
2186                 /*
2187                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2188                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2189                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2190                  */
2191                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2192                 if (!rdp->preemptible &&
2193                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2194                                  jiffies))
2195                         set_need_resched();
2196         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2197                 rdp->n_rp_report_qs++;
2198                 return 1;
2199         }
2200
2201         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2202         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2203                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2204                 return 1;
2205         }
2206
2207         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2208         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2209                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2210                 return 1;
2211         }
2212
2213         /* Has another RCU grace period completed?  */
2214         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2215                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2216                 return 1;
2217         }
2218
2219         /* Has a new RCU grace period started? */
2220         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2221                 rdp->n_rp_gp_started++;
2222                 return 1;
2223         }
2224
2225         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2226         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2227             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2228                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2229                 return 1;
2230         }
2231
2232         /* nothing to do */
2233         rdp->n_rp_need_nothing++;
2234         return 0;
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2239  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2240  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2241  */
2242 static int rcu_pending(int cpu)
2243 {
2244         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2245                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2246                rcu_preempt_pending(cpu);
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2251  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2252  * 1 if so.
2253  */
2254 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2255 {
2256         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2257         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
2258                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
2259                rcu_preempt_cpu_has_callbacks(cpu);
2260 }
2261
2262 /*
2263  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2264  * the compiler is expected to optimize this away.
2265  */
2266 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2267                                int cpu, unsigned long done)
2268 {
2269         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2270                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2275  * up the task executing _rcu_barrier().
2276  */
2277 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2278 {
2279         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2280         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2281
2282         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2283                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2284                 complete(&rsp->barrier_completion);
2285         } else {
2286                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2287         }
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2292  */
2293 static void rcu_barrier_func(void *type)
2294 {
2295         struct rcu_state *rsp = type;
2296         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2297
2298         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2299         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2300         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2305  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2306  */
2307 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2308 {
2309         int cpu;
2310         unsigned long flags;
2311         struct rcu_data *rdp;
2312         struct rcu_data rd;
2313         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2314         unsigned long snap_done;
2315
2316         init_rcu_head_on_stack(&rd.barrier_head);
2317         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2318
2319         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2320         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2321
2322         /*
2323          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2324          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2325          */
2326         smp_mb();  /* See above block comment. */
2327
2328         /*
2329          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2330          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2331          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2332          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2333          */
2334         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2335         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2336         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2337                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2338                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2339                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2340                 return;
2341         }
2342
2343         /*
2344          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2345          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2346          * the increment to precede the early-exit check.
2347          */
2348         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2349         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2350         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2351         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2352
2353         /*
2354          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2355          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2356          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2357          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2358          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2359          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2360          * consider the following sequence of events:
2361          *
2362          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2363          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2364          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2365          * 4.   CPU 1 comes back online.
2366          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2367          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2368          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2369          */
2370         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2371         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2372         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2373         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2374         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2375
2376         /*
2377          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2378          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2379          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2380          * it to either come back online or to finish orphaning those
2381          * callbacks.
2382          */
2383         for_each_possible_cpu(cpu) {
2384                 preempt_disable();
2385                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2386                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2387                         _rcu_barrier_trace(rsp, "Offline", cpu,
2388                                            rsp->n_barrier_done);
2389                         preempt_enable();
2390                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2391                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2392                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2393                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2394                                            rsp->n_barrier_done);
2395                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2396                         preempt_enable();
2397                 } else {
2398                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2399                                            rsp->n_barrier_done);
2400                         preempt_enable();
2401                 }
2402         }
2403
2404         /*
2405          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2406          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2407          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2408          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2409          * following every callback that could possibly have been
2410          * registered before _rcu_barrier() was called.
2411          */
2412         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2413         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2414         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2415         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2416         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2417         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2418         rd.rsp = rsp;
2419         rsp->call(&rd.barrier_head, rcu_barrier_callback);
2420
2421         /*
2422          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2423          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2424          */
2425         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2426                 complete(&rsp->barrier_completion);
2427
2428         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2429         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2430         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2431         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2432         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2433         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2434
2435         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2436         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2437
2438         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2439         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2440
2441         destroy_rcu_head_on_stack(&rd.barrier_head);
2442 }
2443
2444 /**
2445  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2446  */
2447 void rcu_barrier_bh(void)
2448 {
2449         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2450 }
2451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2452
2453 /**
2454  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2455  */
2456 void rcu_barrier_sched(void)
2457 {
2458         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2459 }
2460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2461
2462 /*
2463  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2464  */
2465 static void __init
2466 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2467 {
2468         unsigned long flags;
2469         int i;
2470         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2471         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2472
2473         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2474         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2475         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2476         rdp->nxtlist = NULL;
2477         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2478                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2479         rdp->qlen_lazy = 0;
2480         rdp->qlen = 0;
2481         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2482         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2483         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2484         rdp->cpu = cpu;
2485         rdp->rsp = rsp;
2486         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2491  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2492  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2493  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2494  */
2495 static void __cpuinit
2496 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2497 {
2498         unsigned long flags;
2499         unsigned long mask;
2500         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2501         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2502
2503         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2504         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2505         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2506         rdp->preemptible = preemptible;
2507         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2508         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2509         rdp->blimit = blimit;
2510         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2511         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2512                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2513         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2514         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2515
2516         /*
2517          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2518          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2519          */
2520
2521         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2522         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2523
2524         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2525         rnp = rdp->mynode;
2526         mask = rdp->grpmask;
2527         do {
2528                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2529                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2530                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2531                 mask = rnp->grpmask;
2532                 if (rnp == rdp->mynode) {
2533                         /*
2534                          * If there is a grace period in progress, we will
2535                          * set up to wait for it next time we run the
2536                          * RCU core code.
2537                          */
2538                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2539                         rdp->completed = rnp->completed;
2540                         rdp->passed_quiesce = 0;
2541                         rdp->qs_pending = 0;
2542                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2543                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2544                 }
2545                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2546                 rnp = rnp->parent;
2547         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2548
2549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2550 }
2551
2552 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2553 {
2554         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2555         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2556         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Handle CPU online/offline notification events.
2561  */
2562 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2563                                     unsigned long action, void *hcpu)
2564 {
2565         long cpu = (long)hcpu;
2566         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2567         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2568
2569         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2570         switch (action) {
2571         case CPU_UP_PREPARE:
2572         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2573                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2574                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2575                 break;
2576         case CPU_ONLINE:
2577         case CPU_DOWN_FAILED:
2578                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2579                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2580                 break;
2581         case CPU_DOWN_PREPARE:
2582                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2583                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2584                 break;
2585         case CPU_DYING:
2586         case CPU_DYING_FROZEN:
2587                 /*
2588                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2589                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2590                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2591                  */
2592                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_bh_state);
2593                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_sched_state);
2594                 rcu_preempt_cleanup_dying_cpu();
2595                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2596                 break;
2597         case CPU_DEAD:
2598         case CPU_DEAD_FROZEN:
2599         case CPU_UP_CANCELED:
2600         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2601                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
2602                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
2603                 rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(cpu);
2604                 break;
2605         default:
2606                 break;
2607         }
2608         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2609         return NOTIFY_OK;
2610 }
2611
2612 /*
2613  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2614  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2615  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2616  * task is booting the system).  After this function is called, the
2617  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2618  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2619  */
2620 void rcu_scheduler_starting(void)
2621 {
2622         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2623         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2624         rcu_scheduler_active = 1;
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2629  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2630  */
2631 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2632 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2633 {
2634         int i;
2635
2636         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2637                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2638         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2639 }
2640 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2641 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2642 {
2643         int ccur;
2644         int cprv;
2645         int i;
2646
2647         cprv = NR_CPUS;
2648         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2649                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2650                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2651                 cprv = ccur;
2652         }
2653 }
2654 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2655
2656 /*
2657  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2658  */
2659 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2660                 struct rcu_data __percpu *rda)
2661 {
2662         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2663                                "rcu_node_level_1",
2664                                "rcu_node_level_2",
2665                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2666         int cpustride = 1;
2667         int i;
2668         int j;
2669         struct rcu_node *rnp;
2670
2671         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2672
2673         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2674
2675         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2676                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2677         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2678                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2679         rcu_init_levelspread(rsp);
2680
2681         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2682
2683         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2684                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2685                 rnp = rsp->level[i];
2686                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2687                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2688                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2689                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2690                         rnp->gpnum = 0;
2691                         rnp->qsmask = 0;
2692                         rnp->qsmaskinit = 0;
2693                         rnp->grplo = j * cpustride;
2694                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2695                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2696                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2697                         if (i == 0) {
2698                                 rnp->grpnum = 0;
2699                                 rnp->grpmask = 0;
2700                                 rnp->parent = NULL;
2701                         } else {
2702                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2703                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2704                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2705                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2706                         }
2707                         rnp->level = i;
2708                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2709                 }
2710         }
2711
2712         rsp->rda = rda;
2713         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2714         for_each_possible_cpu(i) {
2715                 while (i > rnp->grphi)
2716                         rnp++;
2717                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2718                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2719         }
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2724  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2725  * the ->node array in the rcu_state structure.
2726  */
2727 static void __init rcu_init_geometry(void)
2728 {
2729         int i;
2730         int j;
2731         int n = nr_cpu_ids;
2732         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2733
2734         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2735         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF)
2736                 return;
2737
2738         /*
2739          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2740          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2741          * some of the arithmetic easier.
2742          */
2743         rcu_capacity[0] = 1;
2744         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2745         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2746                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2747
2748         /*
2749          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2750          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2751          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2752          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2753          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2754          * compile-time values if these limits are exceeded.
2755          */
2756         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2757             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2758             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2759                 WARN_ON(1);
2760                 return;
2761         }
2762
2763         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2764         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2765                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2766                         for (j = 0; j <= i; j++)
2767                                 num_rcu_lvl[j] =
2768                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2769                         rcu_num_lvls = i;
2770                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2771                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2772                         break;
2773                 }
2774
2775         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2776         rcu_num_nodes = 0;
2777         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2778                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2779         rcu_num_nodes -= n;
2780 }
2781
2782 void __init rcu_init(void)
2783 {
2784         int cpu;
2785
2786         rcu_bootup_announce();
2787         rcu_init_geometry();
2788         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2789         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2790         __rcu_init_preempt();
2791          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2792
2793         /*
2794          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2795          * this is called early in boot, before either interrupts
2796          * or the scheduler are operational.
2797          */
2798         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2799         for_each_online_cpu(cpu)
2800                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2801         check_cpu_stall_init();
2802 }
2803
2804 #include "rcutree_plugin.h"