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