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