rcu: Add callback-free CPUs
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79 }
80
81 struct rcu_state rcu_sched_state =
82         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
90
91 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
92 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
93 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
94 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
95 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
96         NUM_RCU_LVL_0,
97         NUM_RCU_LVL_1,
98         NUM_RCU_LVL_2,
99         NUM_RCU_LVL_3,
100         NUM_RCU_LVL_4,
101 };
102 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
106  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
107  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
108  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
109  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
110  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
111  * positives from lockdep-RCU error checking.
112  */
113 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
118  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
119  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
120  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
121  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
122  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
123  *
124  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
125  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
126  * a time.
127  */
128 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
129
130 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
131
132 /*
133  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
134  * handle all flavors of RCU.
135  */
136 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
139 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
140
141 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
142
143 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
144 static void invoke_rcu_core(void);
145 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
146
147 /*
148  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
149  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
150  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
151  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
152  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
153  * These variables enable correlating rcutorture output with the
154  * RCU tracing information.
155  */
156 unsigned long rcutorture_testseq;
157 unsigned long rcutorture_vernum;
158
159 /*
160  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
161  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
162  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
163  */
164 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
165 {
166         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
167 }
168
169 /*
170  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
171  * how many quiescent states passed, just if there was at least
172  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
173  * The caller must have disabled preemption.
174  */
175 void rcu_sched_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
178
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         if (rdp->passed_quiesce == 0)
189                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
190         rdp->passed_quiesce = 1;
191 }
192
193 /*
194  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
195  * and requires special handling for preemptible RCU.
196  * The caller must have disabled preemption.
197  */
198 void rcu_note_context_switch(int cpu)
199 {
200         trace_rcu_utilization("Start context switch");
201         rcu_sched_qs(cpu);
202         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
203         trace_rcu_utilization("End context switch");
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
206
207 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
208         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
209         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
210 #if defined(CONFIG_RCU_USER_QS) && !defined(CONFIG_RCU_USER_QS_FORCE)
211         .ignore_user_qs = true,
212 #endif
213 };
214
215 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
216 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
217 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
218
219 module_param(blimit, long, 0444);
220 module_param(qhimark, long, 0444);
221 module_param(qlowmark, long, 0444);
222
223 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
224 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
225
226 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
227 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
228
229 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
230 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
231
232 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
233 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
234
235 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
236 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
237 static int rcu_pending(int cpu);
238
239 /*
240  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
241  */
242 long rcu_batches_completed_sched(void)
243 {
244         return rcu_sched_state.completed;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
247
248 /*
249  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
250  */
251 long rcu_batches_completed_bh(void)
252 {
253         return rcu_bh_state.completed;
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
256
257 /*
258  * Force a quiescent state for RCU BH.
259  */
260 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
261 {
262         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
265
266 /*
267  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
268  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
269  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
270  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
271  * store this state in rcutorture itself.
272  */
273 void rcutorture_record_test_transition(void)
274 {
275         rcutorture_testseq++;
276         rcutorture_vernum = 0;
277 }
278 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
279
280 /*
281  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
282  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
283  * messages.
284  */
285 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
286 {
287         rcutorture_vernum++;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
290
291 /*
292  * Force a quiescent state for RCU-sched.
293  */
294 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
295 {
296         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
299
300 /*
301  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
302  */
303 static int
304 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
305 {
306         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
307                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
308 }
309
310 /*
311  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
312  */
313 static int
314 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
315 {
316         struct rcu_head **ntp;
317
318         ntp = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL +
319                            (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed)];
320         return rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && ntp && *ntp &&
321                !rcu_gp_in_progress(rsp);
322 }
323
324 /*
325  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
326  */
327 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
328 {
329         return &rsp->node[0];
330 }
331
332 /*
333  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
334  *
335  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
336  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
337  * The caller must have disabled interrupts.
338  */
339 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
340                                 bool user)
341 {
342         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
343         if (!user && !is_idle_task(current)) {
344                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
345
346                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
347                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
348                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
349                           current->pid, current->comm,
350                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
351         }
352         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
353         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
354         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
355         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
356         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
357         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
358
359         /*
360          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
361          * in an RCU read-side critical section.
362          */
363         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
364                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
365         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
366                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
367         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
368                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
369 }
370
371 /*
372  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
373  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
374  */
375 static void rcu_eqs_enter(bool user)
376 {
377         long long oldval;
378         struct rcu_dynticks *rdtp;
379
380         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
381         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
382         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
383         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
384                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
385         else
386                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
387         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
388 }
389
390 /**
391  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
392  *
393  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
394  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
395  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
396  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
397  *
398  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
399  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
400  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
401  */
402 void rcu_idle_enter(void)
403 {
404         unsigned long flags;
405
406         local_irq_save(flags);
407         rcu_eqs_enter(false);
408         local_irq_restore(flags);
409 }
410 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
411
412 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
413 /**
414  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
415  *
416  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
417  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
418  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
419  * when the CPU runs in userspace.
420  */
421 void rcu_user_enter(void)
422 {
423         unsigned long flags;
424         struct rcu_dynticks *rdtp;
425
426         /*
427          * Some contexts may involve an exception occuring in an irq,
428          * leading to that nesting:
429          * rcu_irq_enter() rcu_user_exit() rcu_user_exit() rcu_irq_exit()
430          * This would mess up the dyntick_nesting count though. And rcu_irq_*()
431          * helpers are enough to protect RCU uses inside the exception. So
432          * just return immediately if we detect we are in an IRQ.
433          */
434         if (in_interrupt())
435                 return;
436
437         WARN_ON_ONCE(!current->mm);
438
439         local_irq_save(flags);
440         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
441         if (!rdtp->ignore_user_qs && !rdtp->in_user) {
442                 rdtp->in_user = true;
443                 rcu_eqs_enter(true);
444         }
445         local_irq_restore(flags);
446 }
447
448 /**
449  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
450  * after the current irq returns.
451  *
452  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
453  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
454  * returns.
455  */
456 void rcu_user_enter_after_irq(void)
457 {
458         unsigned long flags;
459         struct rcu_dynticks *rdtp;
460
461         local_irq_save(flags);
462         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
463         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
464         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
465         rdtp->dynticks_nesting = 1;
466         local_irq_restore(flags);
467 }
468 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
469
470 /**
471  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
472  *
473  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
474  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
475  * sections can occur.
476  *
477  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
478  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
479  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
480  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
481  *
482  * Use things like work queues to work around this limitation.
483  *
484  * You have been warned.
485  */
486 void rcu_irq_exit(void)
487 {
488         unsigned long flags;
489         long long oldval;
490         struct rcu_dynticks *rdtp;
491
492         local_irq_save(flags);
493         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
494         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
495         rdtp->dynticks_nesting--;
496         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
497         if (rdtp->dynticks_nesting)
498                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
499         else
500                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
501         local_irq_restore(flags);
502 }
503
504 /*
505  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
506  *
507  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
508  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
509  * The caller must have disabled interrupts.
510  */
511 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
512                                int user)
513 {
514         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
515         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
516         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
517         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
518         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
519         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
520         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
521         if (!user && !is_idle_task(current)) {
522                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
523
524                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
525                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
526                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
527                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
528                           current->pid, current->comm,
529                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
530         }
531 }
532
533 /*
534  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
535  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
536  */
537 static void rcu_eqs_exit(bool user)
538 {
539         struct rcu_dynticks *rdtp;
540         long long oldval;
541
542         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
543         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
544         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
545         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
546                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
547         else
548                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
549         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
550 }
551
552 /**
553  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
554  *
555  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
556  * read-side critical sections can occur.
557  *
558  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
559  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
560  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
561  * now starting.
562  */
563 void rcu_idle_exit(void)
564 {
565         unsigned long flags;
566
567         local_irq_save(flags);
568         rcu_eqs_exit(false);
569         local_irq_restore(flags);
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
572
573 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
574 /**
575  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
576  *
577  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
578  * run a RCU read side critical section anytime.
579  */
580 void rcu_user_exit(void)
581 {
582         unsigned long flags;
583         struct rcu_dynticks *rdtp;
584
585         /*
586          * Some contexts may involve an exception occuring in an irq,
587          * leading to that nesting:
588          * rcu_irq_enter() rcu_user_exit() rcu_user_exit() rcu_irq_exit()
589          * This would mess up the dyntick_nesting count though. And rcu_irq_*()
590          * helpers are enough to protect RCU uses inside the exception. So
591          * just return immediately if we detect we are in an IRQ.
592          */
593         if (in_interrupt())
594                 return;
595
596         local_irq_save(flags);
597         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
598         if (rdtp->in_user) {
599                 rdtp->in_user = false;
600                 rcu_eqs_exit(true);
601         }
602         local_irq_restore(flags);
603 }
604
605 /**
606  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
607  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
608  *
609  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
610  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
611  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
612  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
613  */
614 void rcu_user_exit_after_irq(void)
615 {
616         unsigned long flags;
617         struct rcu_dynticks *rdtp;
618
619         local_irq_save(flags);
620         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
621         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
622         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
623         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
624         local_irq_restore(flags);
625 }
626 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
627
628 /**
629  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
630  *
631  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
632  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
633  * sections can occur.
634  *
635  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
636  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
637  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
638  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
639  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
640  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
641  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
642  *
643  * Use things like work queues to work around this limitation.
644  *
645  * You have been warned.
646  */
647 void rcu_irq_enter(void)
648 {
649         unsigned long flags;
650         struct rcu_dynticks *rdtp;
651         long long oldval;
652
653         local_irq_save(flags);
654         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
655         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
656         rdtp->dynticks_nesting++;
657         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
658         if (oldval)
659                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
660         else
661                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
662         local_irq_restore(flags);
663 }
664
665 /**
666  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
667  *
668  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
669  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
670  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
671  */
672 void rcu_nmi_enter(void)
673 {
674         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
675
676         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
677             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
678                 return;
679         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
680         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
681         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
682         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
683         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
684         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
685 }
686
687 /**
688  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
689  *
690  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
691  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
692  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
693  */
694 void rcu_nmi_exit(void)
695 {
696         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
697
698         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
699             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
700                 return;
701         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
702         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
703         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
704         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
705         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
706 }
707
708 /**
709  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
710  *
711  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
712  * or NMI handler, return true.
713  */
714 int rcu_is_cpu_idle(void)
715 {
716         int ret;
717
718         preempt_disable();
719         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
720         preempt_enable();
721         return ret;
722 }
723 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
724
725 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
726 void rcu_user_hooks_switch(struct task_struct *prev,
727                            struct task_struct *next)
728 {
729         struct rcu_dynticks *rdtp;
730
731         /* Interrupts are disabled in context switch */
732         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
733         if (!rdtp->ignore_user_qs) {
734                 clear_tsk_thread_flag(prev, TIF_NOHZ);
735                 set_tsk_thread_flag(next, TIF_NOHZ);
736         }
737 }
738 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS */
739
740 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
741
742 /*
743  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
744  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
745  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
746  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
747  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
748  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
749  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
750  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
751  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
752  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
753  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
754  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
755  * notifiers.
756  *
757  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
758  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
759  *
760  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
761  * errors from NMI handlers anyway.
762  */
763 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
764 {
765         struct rcu_data *rdp;
766         struct rcu_node *rnp;
767         bool ret;
768
769         if (in_nmi())
770                 return 1;
771         preempt_disable();
772         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
773         rnp = rdp->mynode;
774         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
775               !rcu_scheduler_fully_active;
776         preempt_enable();
777         return ret;
778 }
779 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
780
781 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
782
783 /**
784  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
785  *
786  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
787  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
788  * disabled preemption.
789  */
790 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
791 {
792         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
793 }
794
795 /*
796  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
797  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
798  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
799  */
800 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
801 {
802         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
803         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
804 }
805
806 /*
807  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
808  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
809  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
810  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
811  */
812 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
813 {
814         unsigned int curr;
815         unsigned int snap;
816
817         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
818         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
819
820         /*
821          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
822          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
823          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
824          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
825          * read-side critical section that started before the beginning
826          * of the current RCU grace period.
827          */
828         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
829                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
830                 rdp->dynticks_fqs++;
831                 return 1;
832         }
833
834         /*
835          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
836          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
837          * state: If we see it offline even once, it has been through a
838          * quiescent state.
839          *
840          * The reason for insisting that the grace period be at least
841          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
842          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
843          * sections.
844          */
845         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
846                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
847         barrier();
848         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
849                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
850                 rdp->offline_fqs++;
851                 return 1;
852         }
853         return 0;
854 }
855
856 static int jiffies_till_stall_check(void)
857 {
858         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
859
860         /*
861          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
862          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
863          */
864         if (till_stall_check < 3) {
865                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
866                 till_stall_check = 3;
867         } else if (till_stall_check > 300) {
868                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
869                 till_stall_check = 300;
870         }
871         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
872 }
873
874 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
875 {
876         rsp->gp_start = jiffies;
877         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
878 }
879
880 /*
881  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
882  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
883  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
884  * printed by the target CPU.
885  */
886 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
887 {
888         int cpu;
889         unsigned long flags;
890         struct rcu_node *rnp;
891
892         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
893                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
894                 if (rnp->qsmask != 0) {
895                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
896                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
897                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
898                 }
899                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
900         }
901 }
902
903 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
904 {
905         int cpu;
906         long delta;
907         unsigned long flags;
908         int ndetected = 0;
909         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
910         long totqlen = 0;
911
912         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
913
914         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
915         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
916         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
917                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
918                 return;
919         }
920         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
921         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
922
923         /*
924          * OK, time to rat on our buddy...
925          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
926          * RCU CPU stall warnings.
927          */
928         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
929                rsp->name);
930         print_cpu_stall_info_begin();
931         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
932                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
933                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
934                 if (rnp->qsmask != 0) {
935                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
936                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
937                                         print_cpu_stall_info(rsp,
938                                                              rnp->grplo + cpu);
939                                         ndetected++;
940                                 }
941                 }
942                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
943         }
944
945         /*
946          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
947          * due to CPU offlining.
948          */
949         rnp = rcu_get_root(rsp);
950         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
951         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
952         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
953
954         print_cpu_stall_info_end();
955         for_each_possible_cpu(cpu)
956                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
957         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
958                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
959                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
960         if (ndetected == 0)
961                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
962         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
963                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
964
965         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
966
967         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
968
969         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
970 }
971
972 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
973 {
974         int cpu;
975         unsigned long flags;
976         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
977         long totqlen = 0;
978
979         /*
980          * OK, time to rat on ourselves...
981          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
982          * RCU CPU stall warnings.
983          */
984         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
985         print_cpu_stall_info_begin();
986         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
987         print_cpu_stall_info_end();
988         for_each_possible_cpu(cpu)
989                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
990         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
991                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
992         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
993                 dump_stack();
994
995         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
996         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
997                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
998                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
999         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1000
1001         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
1002 }
1003
1004 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1005 {
1006         unsigned long j;
1007         unsigned long js;
1008         struct rcu_node *rnp;
1009
1010         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1011                 return;
1012         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
1013         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1014         rnp = rdp->mynode;
1015         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1016             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
1017
1018                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1019                 print_cpu_stall(rsp);
1020
1021         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1022                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1023
1024                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1025                 print_other_cpu_stall(rsp);
1026         }
1027 }
1028
1029 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
1030 {
1031         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
1032         return NOTIFY_DONE;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1037  *
1038  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1039  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1040  * RCU grace periods.
1041  *
1042  * The caller must disable hard irqs.
1043  */
1044 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1045 {
1046         struct rcu_state *rsp;
1047
1048         for_each_rcu_flavor(rsp)
1049                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1050 }
1051
1052 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
1053         .notifier_call = rcu_panic,
1054 };
1055
1056 static void __init check_cpu_stall_init(void)
1057 {
1058         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
1063  * This is used both when we started the grace period and when we notice
1064  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
1065  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
1066  *  and must have irqs disabled.
1067  */
1068 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1069 {
1070         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1071                 /*
1072                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1073                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1074                  * go looking for one.
1075                  */
1076                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1077                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1078                 rdp->passed_quiesce = 0;
1079                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1080                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1081         }
1082 }
1083
1084 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1085 {
1086         unsigned long flags;
1087         struct rcu_node *rnp;
1088
1089         local_irq_save(flags);
1090         rnp = rdp->mynode;
1091         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1092             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1093                 local_irq_restore(flags);
1094                 return;
1095         }
1096         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1097         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1102  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1103  * on the CPU corresponding to rdp.
1104  */
1105 static int
1106 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1107 {
1108         unsigned long flags;
1109         int ret = 0;
1110
1111         local_irq_save(flags);
1112         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1113                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1114                 ret = 1;
1115         }
1116         local_irq_restore(flags);
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1122  */
1123 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1124 {
1125         int i;
1126
1127         rdp->nxtlist = NULL;
1128         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1129                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1130         init_nocb_callback_list(rdp);
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1135  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1136  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1137  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1138  */
1139 static void
1140 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1141 {
1142         /* Did another grace period end? */
1143         if (rdp->completed != rnp->completed) {
1144
1145                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
1146                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
1147                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
1148                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1149
1150                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1151                 rdp->completed = rnp->completed;
1152                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1153
1154                 /*
1155                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1156                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1157                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1158                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1159                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1160                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1161                  * states we found for the old GP are now invalid.
1162                  */
1163                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1164                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1165                         rdp->passed_quiesce = 0;
1166                 }
1167
1168                 /*
1169                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1170                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1171                  */
1172                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1173                         rdp->qs_pending = 0;
1174         }
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1179  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1180  * belongs.
1181  */
1182 static void
1183 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1184 {
1185         unsigned long flags;
1186         struct rcu_node *rnp;
1187
1188         local_irq_save(flags);
1189         rnp = rdp->mynode;
1190         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1191             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1192                 local_irq_restore(flags);
1193                 return;
1194         }
1195         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1196         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1201  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1202  * this CPU.
1203  */
1204 static void
1205 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1206 {
1207         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1208         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1209
1210         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1211         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Initialize a new grace period.
1216  */
1217 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1218 {
1219         struct rcu_data *rdp;
1220         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1221
1222         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1223         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1224
1225         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1226                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1227                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1228                 return 0;
1229         }
1230
1231         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1232         rsp->gpnum++;
1233         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1234         record_gp_stall_check_time(rsp);
1235         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1236
1237         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1238         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1239
1240         /*
1241          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1242          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1243          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1244          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1245          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1246          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1247          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1248          * CPU-hotplug operations.
1249          *
1250          * The grace period cannot complete until the initialization
1251          * process finishes, because this kthread handles both.
1252          */
1253         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1254                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1255                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1256                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1257                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1258                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1259                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1260                 rnp->completed = rsp->completed;
1261                 if (rnp == rdp->mynode)
1262                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1263                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1264                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1265                                             rnp->level, rnp->grplo,
1266                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1267                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1268 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1269                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1270                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1271 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1272                 cond_resched();
1273         }
1274
1275         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1276         return 1;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Do one round of quiescent-state forcing.
1281  */
1282 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1283 {
1284         int fqs_state = fqs_state_in;
1285         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1286
1287         rsp->n_force_qs++;
1288         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1289                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1290                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1291                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1292         } else {
1293                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1294                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1295         }
1296         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1297         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1298                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1299                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1300                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1301         }
1302         return fqs_state;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Clean up after the old grace period.
1307  */
1308 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1309 {
1310         unsigned long gp_duration;
1311         struct rcu_data *rdp;
1312         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1313
1314         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1315         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1316         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1317                 rsp->gp_max = gp_duration;
1318
1319         /*
1320          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1321          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1322          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1323          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1324          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1325          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1326          */
1327         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1328
1329         /*
1330          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1331          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1332          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1333          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1334          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1335          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1336          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1337          */
1338         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1339                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1340                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1341                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1342                 cond_resched();
1343         }
1344         rnp = rcu_get_root(rsp);
1345         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1346
1347         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1348         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1349         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1350         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1351         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1352                 rsp->gp_flags = 1;
1353         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1354 }
1355
1356 /*
1357  * Body of kthread that handles grace periods.
1358  */
1359 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1360 {
1361         int fqs_state;
1362         unsigned long j;
1363         int ret;
1364         struct rcu_state *rsp = arg;
1365         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1366
1367         for (;;) {
1368
1369                 /* Handle grace-period start. */
1370                 for (;;) {
1371                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1372                                                  rsp->gp_flags &
1373                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1374                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1375                             rcu_gp_init(rsp))
1376                                 break;
1377                         cond_resched();
1378                         flush_signals(current);
1379                 }
1380
1381                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1382                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1383                 j = jiffies_till_first_fqs;
1384                 if (j > HZ) {
1385                         j = HZ;
1386                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1387                 }
1388                 for (;;) {
1389                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1390                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1391                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1392                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1393                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1394                                         j);
1395                         /* If grace period done, leave loop. */
1396                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1397                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1398                                 break;
1399                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1400                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1401                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1402                                 cond_resched();
1403                         } else {
1404                                 /* Deal with stray signal. */
1405                                 cond_resched();
1406                                 flush_signals(current);
1407                         }
1408                         j = jiffies_till_next_fqs;
1409                         if (j > HZ) {
1410                                 j = HZ;
1411                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1412                         } else if (j < 1) {
1413                                 j = 1;
1414                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1415                         }
1416                 }
1417
1418                 /* Handle grace-period end. */
1419                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1420         }
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1425  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1426  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1427  * be disabled.
1428  *
1429  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1430  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1431  * quiescent state.
1432  */
1433 static void
1434 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1435         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1436 {
1437         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1438         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1439
1440         if (!rsp->gp_kthread ||
1441             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1442                 /*
1443                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1444                  * task, this CPU does not need another grace period,
1445                  * or a grace period is already in progress.
1446                  * Either way, don't start a new grace period.
1447                  */
1448                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1449                 return;
1450         }
1451
1452         /*
1453          * Because there is no grace period in progress right now,
1454          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1455          * by the next grace period.  So promote all callbacks to be
1456          * handled after the end of the next grace period.  If the
1457          * CPU is not yet aware of the end of the previous grace period,
1458          * we need to allow for the callback advancement that will
1459          * occur when it does become aware.  Deadlock prevents us from
1460          * making it aware at this point: We cannot acquire a leaf
1461          * rcu_node ->lock while holding the root rcu_node ->lock.
1462          */
1463         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1464         if (rdp->completed == rsp->completed)
1465                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1466
1467         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1468         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1469
1470         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1471         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1472         local_irq_restore(flags);
1473
1474         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1475         wake_up(&rsp->gp_wq);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1480  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1481  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1482  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1483  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1484  */
1485 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1486         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1487 {
1488         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1489         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1490         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1491 }
1492
1493 /*
1494  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1495  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1496  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1497  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1498  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1499  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1500  */
1501 static void
1502 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1503                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1504         __releases(rnp->lock)
1505 {
1506         struct rcu_node *rnp_c;
1507
1508         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1509         for (;;) {
1510                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1511
1512                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1513                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1514                         return;
1515                 }
1516                 rnp->qsmask &= ~mask;
1517                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1518                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1519                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1520                                                  !!rnp->gp_tasks);
1521                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1522
1523                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1524                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1525                         return;
1526                 }
1527                 mask = rnp->grpmask;
1528                 if (rnp->parent == NULL) {
1529
1530                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1531
1532                         break;
1533                 }
1534                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1535                 rnp_c = rnp;
1536                 rnp = rnp->parent;
1537                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1538                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1539         }
1540
1541         /*
1542          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1543          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1544          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1545          */
1546         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1551  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1552  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1553  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1554  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1555  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1556  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1557  */
1558 static void
1559 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1560 {
1561         unsigned long flags;
1562         unsigned long mask;
1563         struct rcu_node *rnp;
1564
1565         rnp = rdp->mynode;
1566         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1567         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1568             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1569
1570                 /*
1571                  * The grace period in which this quiescent state was
1572                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1573                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1574                  * within the current grace period.
1575                  */
1576                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1577                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1578                 return;
1579         }
1580         mask = rdp->grpmask;
1581         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1582                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1583         } else {
1584                 rdp->qs_pending = 0;
1585
1586                 /*
1587                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1588                  * callbacks can be processed during the next GP.
1589                  */
1590                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1591
1592                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1598  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1599  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1600  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1601  */
1602 static void
1603 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1604 {
1605         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1606         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1607                 return;
1608
1609         /*
1610          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1611          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1612          */
1613         if (!rdp->qs_pending)
1614                 return;
1615
1616         /*
1617          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1618          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1619          */
1620         if (!rdp->passed_quiesce)
1621                 return;
1622
1623         /*
1624          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1625          * judge of that).
1626          */
1627         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1628 }
1629
1630 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1631
1632 /*
1633  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1634  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1635  * ->orphan_lock.
1636  */
1637 static void
1638 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1639                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1640 {
1641         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1642         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1643                 return;
1644
1645         /*
1646          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1647          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1648          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1649          */
1650         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1651                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1652                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1653                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1654                 rdp->qlen_lazy = 0;
1655                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1656         }
1657
1658         /*
1659          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1660          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1661          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1662          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1663          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1664          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1665          * we just reset the whole thing later on.
1666          */
1667         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1668                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1669                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1670                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1671         }
1672
1673         /*
1674          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1675          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1676          * required to pass though another grace period: They are done.
1677          */
1678         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1679                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1680                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1681         }
1682
1683         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1684         init_callback_list(rdp);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1689  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1690  */
1691 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1692 {
1693         int i;
1694         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1695
1696         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1697         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1698                 return;
1699
1700         /* Do the accounting first. */
1701         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1702         rdp->qlen += rsp->qlen;
1703         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1704         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1705                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1706         rsp->qlen_lazy = 0;
1707         rsp->qlen = 0;
1708
1709         /*
1710          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1711          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1712          * we are the task doing the rcu_barrier().
1713          */
1714
1715         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1716         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1717                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1718                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1719                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1720                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1721                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1722                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1723                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1724         }
1725
1726         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1727         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1728                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1729                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1730                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1731                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1732         }
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1737  */
1738 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1739 {
1740         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1741         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1742         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1743
1744         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1745         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1746                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1747                                "cpuofl");
1748 }
1749
1750 /*
1751  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1752  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1753  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1754  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1755  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1756  */
1757 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1758 {
1759         unsigned long flags;
1760         unsigned long mask;
1761         int need_report = 0;
1762         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1763         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1764
1765         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1766         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1767
1768         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1769
1770         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1771         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1772         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1773
1774         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1775         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1776         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1777
1778         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1779         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1780         do {
1781                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1782                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1783                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1784                         if (rnp != rdp->mynode)
1785                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1786                         break;
1787                 }
1788                 if (rnp == rdp->mynode)
1789                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1790                 else
1791                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1792                 mask = rnp->grpmask;
1793                 rnp = rnp->parent;
1794         } while (rnp != NULL);
1795
1796         /*
1797          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1798          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1799          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1800          * held leads to deadlock.
1801          */
1802         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1803         rnp = rdp->mynode;
1804         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1805                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1806         else
1807                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1808         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1809                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1810         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1811                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1812                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1813         init_callback_list(rdp);
1814         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1815         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1816         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1817 }
1818
1819 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1820
1821 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1822 {
1823 }
1824
1825 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1826 {
1827 }
1828
1829 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1830
1831 /*
1832  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1833  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1834  */
1835 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1836 {
1837         unsigned long flags;
1838         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1839         long bl, count, count_lazy;
1840         int i;
1841
1842         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1843         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1844                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1845                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1846                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1847                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1848                 return;
1849         }
1850
1851         /*
1852          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1853          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1854          */
1855         local_irq_save(flags);
1856         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1857         bl = rdp->blimit;
1858         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1859         list = rdp->nxtlist;
1860         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1861         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1862         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1863         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1864                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1865                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1866         local_irq_restore(flags);
1867
1868         /* Invoke callbacks. */
1869         count = count_lazy = 0;
1870         while (list) {
1871                 next = list->next;
1872                 prefetch(next);
1873                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1874                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1875                         count_lazy++;
1876                 list = next;
1877                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1878                 if (++count >= bl &&
1879                     (need_resched() ||
1880                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1881                         break;
1882         }
1883
1884         local_irq_save(flags);
1885         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1886                             is_idle_task(current),
1887                             rcu_is_callbacks_kthread());
1888
1889         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1890         if (list != NULL) {
1891                 *tail = rdp->nxtlist;
1892                 rdp->nxtlist = list;
1893                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1894                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1895                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1896                         else
1897                                 break;
1898         }
1899         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1900         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1901         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1902         rdp->n_cbs_invoked += count;
1903
1904         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1905         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1906                 rdp->blimit = blimit;
1907
1908         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1909         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1910                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1911                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1912         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1913                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1914         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1915
1916         local_irq_restore(flags);
1917
1918         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1919         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1920                 invoke_rcu_core();
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1925  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1926  * Also schedule RCU core processing.
1927  *
1928  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1929  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1930  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1931  */
1932 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1933 {
1934         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1935         increment_cpu_stall_ticks();
1936         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1937
1938                 /*
1939                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1940                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1941                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1942                  * a quiescent state, so note it.
1943                  *
1944                  * No memory barrier is required here because both
1945                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1946                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1947                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1948                  */
1949
1950                 rcu_sched_qs(cpu);
1951                 rcu_bh_qs(cpu);
1952
1953         } else if (!in_softirq()) {
1954
1955                 /*
1956                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1957                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1958                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1959                  * critical section, so note it.
1960                  */
1961
1962                 rcu_bh_qs(cpu);
1963         }
1964         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1965         if (rcu_pending(cpu))
1966                 invoke_rcu_core();
1967         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1972  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1973  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1974  *
1975  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1976  */
1977 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1978 {
1979         unsigned long bit;
1980         int cpu;
1981         unsigned long flags;
1982         unsigned long mask;
1983         struct rcu_node *rnp;
1984
1985         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1986                 cond_resched();
1987                 mask = 0;
1988                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1989                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1990                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1991                         return;
1992                 }
1993                 if (rnp->qsmask == 0) {
1994                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1995                         continue;
1996                 }
1997                 cpu = rnp->grplo;
1998                 bit = 1;
1999                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2000                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2001                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2002                                 mask |= bit;
2003                 }
2004                 if (mask != 0) {
2005
2006                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2007                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2008                         continue;
2009                 }
2010                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2011         }
2012         rnp = rcu_get_root(rsp);
2013         if (rnp->qsmask == 0) {
2014                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2015                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2016         }
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2021  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2022  */
2023 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2024 {
2025         unsigned long flags;
2026         bool ret;
2027         struct rcu_node *rnp;
2028         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2029
2030         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2031         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2032         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2033                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2034                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2035                 if (rnp_old != NULL)
2036                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2037                 if (ret) {
2038                         rsp->n_force_qs_lh++;
2039                         return;
2040                 }
2041                 rnp_old = rnp;
2042         }
2043         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2044
2045         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2046         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2047         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2048         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2049                 rsp->n_force_qs_lh++;
2050                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2051                 return;  /* Someone beat us to it. */
2052         }
2053         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2054         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2055         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2056 }
2057
2058 /*
2059  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2060  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2061  * whom the rdp belongs.
2062  */
2063 static void
2064 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2065 {
2066         unsigned long flags;
2067         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2068
2069         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2070
2071         /*
2072          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
2073          * period that some other CPU ended.
2074          */
2075         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2076
2077         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2078         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2079
2080         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2081         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2082                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2083                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2084         }
2085
2086         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2087         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2088                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Do RCU core processing for the current CPU.
2093  */
2094 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2095 {
2096         struct rcu_state *rsp;
2097
2098         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2099                 return;
2100         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2101         for_each_rcu_flavor(rsp)
2102                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2103         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2108  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2109  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2110  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2111  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2112  */
2113 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2114 {
2115         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2116                 return;
2117         if (likely(!rsp->boost)) {
2118                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2119                 return;
2120         }
2121         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2122 }
2123
2124 static void invoke_rcu_core(void)
2125 {
2126         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2131  */
2132 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2133                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2134 {
2135         /*
2136          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2137          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2138          */
2139         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2140                 invoke_rcu_core();
2141
2142         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2143         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2144                 return;
2145
2146         /*
2147          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2148          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2149          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2150          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2151          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2152          */
2153         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2154
2155                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2156                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2157                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2158
2159                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2160                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2161                         unsigned long nestflag;
2162                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2163
2164                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2165                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2166                 } else {
2167                         /* Give the grace period a kick. */
2168                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2169                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2170                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2171                                 force_quiescent_state(rsp);
2172                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2173                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2174                 }
2175         }
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2180  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2181  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2182  * is expected to specify a CPU.
2183  */
2184 static void
2185 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2186            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2187 {
2188         unsigned long flags;
2189         struct rcu_data *rdp;
2190
2191         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2192         debug_rcu_head_queue(head);
2193         head->func = func;
2194         head->next = NULL;
2195
2196         /*
2197          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2198          * Note that we might see a beginning right after we see an
2199          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2200          * a quiescent state betweentimes.
2201          */
2202         local_irq_save(flags);
2203         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2204
2205         /* Add the callback to our list. */
2206         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2207                 int offline;
2208
2209                 if (cpu != -1)
2210                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2211                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2212                 WARN_ON_ONCE(offline);
2213                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2214                 local_irq_restore(flags);
2215                 return;
2216         }
2217         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2218         if (lazy)
2219                 rdp->qlen_lazy++;
2220         else
2221                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2222         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2223         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2224         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2225
2226         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2227                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2228                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2229         else
2230                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2231
2232         /* Go handle any RCU core processing required. */
2233         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2234         local_irq_restore(flags);
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2239  */
2240 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2241 {
2242         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2243 }
2244 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2245
2246 /*
2247  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2248  */
2249 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2250 {
2251         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2252 }
2253 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2254
2255 /*
2256  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2257  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2258  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2259  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2260  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2261  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2262  * some overhead: RCU still operates correctly.
2263  */
2264 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2265 {
2266         int ret;
2267
2268         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2269         preempt_disable();
2270         ret = num_online_cpus() <= 1;
2271         preempt_enable();
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 /**
2276  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2277  *
2278  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2279  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2280  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2281  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2282  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2283  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2284  * rcu_read_lock_sched().
2285  *
2286  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2287  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2288  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2289  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2290  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2291  *
2292  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2293  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2294  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2295  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2296  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2297  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2298  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2299  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2300  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2301  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2302  * that are executing in the kernel.
2303  *
2304  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2305  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2306  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2307  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2308  * again only if the system has more than one CPU).
2309  *
2310  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2311  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2312  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2313  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2314  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2315  */
2316 void synchronize_sched(void)
2317 {
2318         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2319                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2320                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2321                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2322         if (rcu_blocking_is_gp())
2323                 return;
2324         if (rcu_expedited)
2325                 synchronize_sched_expedited();
2326         else
2327                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2328 }
2329 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2330
2331 /**
2332  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2333  *
2334  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2335  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2336  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2337  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2338  * and may be nested.
2339  *
2340  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2341  * on memory ordering guarantees.
2342  */
2343 void synchronize_rcu_bh(void)
2344 {
2345         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2346                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2347                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2348                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2349         if (rcu_blocking_is_gp())
2350                 return;
2351         if (rcu_expedited)
2352                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2353         else
2354                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2355 }
2356 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2357
2358 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2359 {
2360         /*
2361          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2362          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2363          * time that it returns.
2364          *
2365          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2366          * above condition is already met when the control reaches
2367          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2368          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2369          * robustness against future implementation changes.
2370          */
2371         smp_mb(); /* See above comment block. */
2372         return 0;
2373 }
2374
2375 /**
2376  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2377  *
2378  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2379  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2380  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2381  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2382  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2383  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2384  * synchronize_sched() instead.
2385  *
2386  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2387  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2388  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2389  * these restriction will result in deadlock.
2390  *
2391  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2392  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2393  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2394  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2395  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2396  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2397  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2398  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2399  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2400  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2401  *
2402  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2403  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2404  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2405  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2406  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2407  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2408  * doing our work for us.
2409  *
2410  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2411  */
2412 void synchronize_sched_expedited(void)
2413 {
2414         long firstsnap, s, snap;
2415         int trycount = 0;
2416         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2417
2418         /*
2419          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2420          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2421          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2422          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2423          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2424          * course be required on a 64-bit system.
2425          */
2426         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2427                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2428                          ULONG_MAX / 8)) {
2429                 synchronize_sched();
2430                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2431                 return;
2432         }
2433
2434         /*
2435          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2436          * full memory barrier.
2437          */
2438         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2439         firstsnap = snap;
2440         get_online_cpus();
2441         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2442
2443         /*
2444          * Each pass through the following loop attempts to force a
2445          * context switch on each CPU.
2446          */
2447         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2448                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2449                              NULL) == -EAGAIN) {
2450                 put_online_cpus();
2451                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2452
2453                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2454                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2455                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2456                         /* ensure test happens before caller kfree */
2457                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2458                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2459                         return;
2460                 }
2461
2462                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2463                 if (trycount++ < 10) {
2464                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2465                 } else {
2466                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2467                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2468                         return;
2469                 }
2470
2471                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2472                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2473                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2474                         /* ensure test happens before caller kfree */
2475                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2476                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2477                         return;
2478                 }
2479
2480                 /*
2481                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2482                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2483                  * after they started, so our grace period works for them,
2484                  * and they started after our first try, so their grace
2485                  * period works for us.
2486                  */
2487                 get_online_cpus();
2488                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2489                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2490         }
2491         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2492
2493         /*
2494          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2495          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2496          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2497          * than we did already did their update.
2498          */
2499         do {
2500                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2501                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2502                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2503                         /* ensure test happens before caller kfree */
2504                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2505                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2506                         break;
2507                 }
2508         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2509         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2510
2511         put_online_cpus();
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2514
2515 /*
2516  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2517  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2518  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2519  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2520  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2521  */
2522 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2523 {
2524         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2525
2526         rdp->n_rcu_pending++;
2527
2528         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2529         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2530
2531         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2532         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2533             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2534                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2535         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2536                 rdp->n_rp_report_qs++;
2537                 return 1;
2538         }
2539
2540         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2541         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2542                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2543                 return 1;
2544         }
2545
2546         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2547         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2548                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2549                 return 1;
2550         }
2551
2552         /* Has another RCU grace period completed?  */
2553         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2554                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2555                 return 1;
2556         }
2557
2558         /* Has a new RCU grace period started? */
2559         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2560                 rdp->n_rp_gp_started++;
2561                 return 1;
2562         }
2563
2564         /* nothing to do */
2565         rdp->n_rp_need_nothing++;
2566         return 0;
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2571  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2572  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2573  */
2574 static int rcu_pending(int cpu)
2575 {
2576         struct rcu_state *rsp;
2577
2578         for_each_rcu_flavor(rsp)
2579                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2580                         return 1;
2581         return 0;
2582 }
2583
2584 /*
2585  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2586  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2587  * 1 if so.
2588  */
2589 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2590 {
2591         struct rcu_state *rsp;
2592
2593         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2594         for_each_rcu_flavor(rsp)
2595                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2596                         return 1;
2597         return 0;
2598 }
2599
2600 /*
2601  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2602  * the compiler is expected to optimize this away.
2603  */
2604 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2605                                int cpu, unsigned long done)
2606 {
2607         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2608                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2609 }
2610
2611 /*
2612  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2613  * up the task executing _rcu_barrier().
2614  */
2615 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2616 {
2617         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2618         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2619
2620         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2621                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2622                 complete(&rsp->barrier_completion);
2623         } else {
2624                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2625         }
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2630  */
2631 static void rcu_barrier_func(void *type)
2632 {
2633         struct rcu_state *rsp = type;
2634         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2635
2636         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2637         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2638         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2643  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2644  */
2645 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2646 {
2647         int cpu;
2648         struct rcu_data *rdp;
2649         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2650         unsigned long snap_done;
2651
2652         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2653
2654         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2655         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2656
2657         /*
2658          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2659          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2660          */
2661         smp_mb();  /* See above block comment. */
2662
2663         /*
2664          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2665          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2666          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2667          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2668          */
2669         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2670         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2671         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2672                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2673                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2674                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2675                 return;
2676         }
2677
2678         /*
2679          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2680          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2681          * the increment to precede the early-exit check.
2682          */
2683         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2684         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2685         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2686         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2687
2688         /*
2689          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2690          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2691          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2692          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2693          */
2694         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2695         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2696         get_online_cpus();
2697
2698         /*
2699          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2700          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2701          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2702          */
2703         for_each_possible_cpu(cpu) {
2704                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2705                         continue;
2706                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2707                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2708                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2709                                            rsp->n_barrier_done);
2710                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2711                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2712                                    rsp, cpu, 0);
2713                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2714                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2715                                            rsp->n_barrier_done);
2716                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2717                 } else {
2718                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2719                                            rsp->n_barrier_done);
2720                 }
2721         }
2722         put_online_cpus();
2723
2724         /*
2725          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2726          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2727          */
2728         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2729                 complete(&rsp->barrier_completion);
2730
2731         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2732         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2733         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2734         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2735         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2736         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2737
2738         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2739         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2740
2741         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2742         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2743 }
2744
2745 /**
2746  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2747  */
2748 void rcu_barrier_bh(void)
2749 {
2750         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2751 }
2752 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2753
2754 /**
2755  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2756  */
2757 void rcu_barrier_sched(void)
2758 {
2759         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2762
2763 /*
2764  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2765  */
2766 static void __init
2767 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2768 {
2769         unsigned long flags;
2770         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2771         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2772
2773         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2774         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2775         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2776         init_callback_list(rdp);
2777         rdp->qlen_lazy = 0;
2778         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2779         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2780         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2781         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2782 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
2783         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->in_user);
2784 #endif
2785         rdp->cpu = cpu;
2786         rdp->rsp = rsp;
2787         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2788         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2793  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2794  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2795  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2796  */
2797 static void __cpuinit
2798 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2799 {
2800         unsigned long flags;
2801         unsigned long mask;
2802         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2803         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2804
2805         /* Exclude new grace periods. */
2806         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2807
2808         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2809         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2810         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2811         rdp->preemptible = preemptible;
2812         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2813         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2814         rdp->blimit = blimit;
2815         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2816         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2817         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2818                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2819         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2820         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2821
2822         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2823         rnp = rdp->mynode;
2824         mask = rdp->grpmask;
2825         do {
2826                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2827                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2828                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2829                 mask = rnp->grpmask;
2830                 if (rnp == rdp->mynode) {
2831                         /*
2832                          * If there is a grace period in progress, we will
2833                          * set up to wait for it next time we run the
2834                          * RCU core code.
2835                          */
2836                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2837                         rdp->completed = rnp->completed;
2838                         rdp->passed_quiesce = 0;
2839                         rdp->qs_pending = 0;
2840                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2841                 }
2842                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2843                 rnp = rnp->parent;
2844         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2845         local_irq_restore(flags);
2846
2847         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2848 }
2849
2850 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2851 {
2852         struct rcu_state *rsp;
2853
2854         for_each_rcu_flavor(rsp)
2855                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2856                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2857 }
2858
2859 /*
2860  * Handle CPU online/offline notification events.
2861  */
2862 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2863                                     unsigned long action, void *hcpu)
2864 {
2865         long cpu = (long)hcpu;
2866         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2867         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2868         struct rcu_state *rsp;
2869         int ret = NOTIFY_OK;
2870
2871         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2872         switch (action) {
2873         case CPU_UP_PREPARE:
2874         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2875                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2876                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2877                 break;
2878         case CPU_ONLINE:
2879         case CPU_DOWN_FAILED:
2880                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2881                 break;
2882         case CPU_DOWN_PREPARE:
2883                 if (nocb_cpu_expendable(cpu))
2884                         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2885                 else
2886                         ret = NOTIFY_BAD;
2887                 break;
2888         case CPU_DYING:
2889         case CPU_DYING_FROZEN:
2890                 /*
2891                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2892                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2893                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2894                  */
2895                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2896                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2897                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2898                 break;
2899         case CPU_DEAD:
2900         case CPU_DEAD_FROZEN:
2901         case CPU_UP_CANCELED:
2902         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2903                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2904                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2905                 break;
2906         default:
2907                 break;
2908         }
2909         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2910         return ret;
2911 }
2912
2913 /*
2914  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2915  */
2916 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2917 {
2918         unsigned long flags;
2919         struct rcu_node *rnp;
2920         struct rcu_state *rsp;
2921         struct task_struct *t;
2922
2923         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2924                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2925                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2926                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2927                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2928                 rsp->gp_kthread = t;
2929                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2930                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2931         }
2932         return 0;
2933 }
2934 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2935
2936 /*
2937  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2938  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2939  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2940  * task is booting the system).  After this function is called, the
2941  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2942  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2943  */
2944 void rcu_scheduler_starting(void)
2945 {
2946         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2947         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2948         rcu_scheduler_active = 1;
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2953  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2954  */
2955 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2956 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2957 {
2958         int i;
2959
2960         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2961                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2962         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2963 }
2964 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2965 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2966 {
2967         int ccur;
2968         int cprv;
2969         int i;
2970
2971         cprv = nr_cpu_ids;
2972         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2973                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2974                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2975                 cprv = ccur;
2976         }
2977 }
2978 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2979
2980 /*
2981  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2982  */
2983 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2984                 struct rcu_data __percpu *rda)
2985 {
2986         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
2987                                "rcu_node_1",
2988                                "rcu_node_2",
2989                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2990         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
2991                                "rcu_node_fqs_1",
2992                                "rcu_node_fqs_2",
2993                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2994         int cpustride = 1;
2995         int i;
2996         int j;
2997         struct rcu_node *rnp;
2998
2999         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3000
3001         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3002
3003         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3004                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3005         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3006                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3007         rcu_init_levelspread(rsp);
3008
3009         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3010
3011         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3012                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3013                 rnp = rsp->level[i];
3014                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3015                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3016                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3017                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3018                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3019                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3020                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3021                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3022                         rnp->completed = rsp->completed;
3023                         rnp->qsmask = 0;
3024                         rnp->qsmaskinit = 0;
3025                         rnp->grplo = j * cpustride;
3026                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3027                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3028                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3029                         if (i == 0) {
3030                                 rnp->grpnum = 0;
3031                                 rnp->grpmask = 0;
3032                                 rnp->parent = NULL;
3033                         } else {
3034                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3035                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3036                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3037                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3038                         }
3039                         rnp->level = i;
3040                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3041                 }
3042         }
3043
3044         rsp->rda = rda;
3045         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3046         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3047         for_each_possible_cpu(i) {
3048                 while (i > rnp->grphi)
3049                         rnp++;
3050                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3051                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3052         }
3053         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3058  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3059  * the ->node array in the rcu_state structure.
3060  */
3061 static void __init rcu_init_geometry(void)
3062 {
3063         int i;
3064         int j;
3065         int n = nr_cpu_ids;
3066         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3067
3068         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3069         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3070             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3071                 return;
3072
3073         /*
3074          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3075          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3076          * some of the arithmetic easier.
3077          */
3078         rcu_capacity[0] = 1;
3079         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3080         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3081                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3082
3083         /*
3084          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3085          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3086          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3087          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3088          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3089          * compile-time values if these limits are exceeded.
3090          */
3091         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3092             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3093             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3094                 WARN_ON(1);
3095                 return;
3096         }
3097
3098         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3099         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3100                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3101                         for (j = 0; j <= i; j++)
3102                                 num_rcu_lvl[j] =
3103                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3104                         rcu_num_lvls = i;
3105                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3106                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3107                         break;
3108                 }
3109
3110         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3111         rcu_num_nodes = 0;
3112         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3113                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3114         rcu_num_nodes -= n;
3115 }
3116
3117 void __init rcu_init(void)
3118 {
3119         int cpu;
3120
3121         rcu_bootup_announce();
3122         rcu_init_geometry();
3123         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3124         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3125         __rcu_init_preempt();
3126         rcu_init_nocb();
3127          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3128
3129         /*
3130          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3131          * this is called early in boot, before either interrupts
3132          * or the scheduler are operational.
3133          */
3134         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3135         for_each_online_cpu(cpu)
3136                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3137         check_cpu_stall_init();
3138 }
3139
3140 #include "rcutree_plugin.h"