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