rcu: Make rcu_is_cpu_rrupt_from_idle helper functions static
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79 }
80
81 struct rcu_state rcu_sched_state =
82         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
90
91 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
92 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
93 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
94 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
95 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
96         NUM_RCU_LVL_0,
97         NUM_RCU_LVL_1,
98         NUM_RCU_LVL_2,
99         NUM_RCU_LVL_3,
100         NUM_RCU_LVL_4,
101 };
102 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
106  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
107  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
108  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
109  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
110  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
111  * positives from lockdep-RCU error checking.
112  */
113 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
118  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
119  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
120  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
121  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
122  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
123  *
124  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
125  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
126  * a time.
127  */
128 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
129
130 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
131
132 /*
133  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
134  * handle all flavors of RCU.
135  */
136 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
139 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
140
141 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
142
143 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
144 static void invoke_rcu_core(void);
145 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
146
147 /*
148  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
149  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
150  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
151  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
152  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
153  * These variables enable correlating rcutorture output with the
154  * RCU tracing information.
155  */
156 unsigned long rcutorture_testseq;
157 unsigned long rcutorture_vernum;
158
159 /*
160  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
161  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
162  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
163  */
164 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
165 {
166         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
167 }
168
169 /*
170  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
171  * how many quiescent states passed, just if there was at least
172  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
173  * The caller must have disabled preemption.
174  */
175 void rcu_sched_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
178
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         if (rdp->passed_quiesce == 0)
189                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
190         rdp->passed_quiesce = 1;
191 }
192
193 /*
194  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
195  * and requires special handling for preemptible RCU.
196  * The caller must have disabled preemption.
197  */
198 void rcu_note_context_switch(int cpu)
199 {
200         trace_rcu_utilization("Start context switch");
201         rcu_sched_qs(cpu);
202         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
203         trace_rcu_utilization("End context switch");
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
206
207 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
208         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
209         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
210 };
211
212 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
213 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
214 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
215
216 module_param(blimit, long, 0444);
217 module_param(qhimark, long, 0444);
218 module_param(qlowmark, long, 0444);
219
220 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
221 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
222
223 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
224 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
225
226 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
227 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
228
229 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
230 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
231
232 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
233 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
234 static int rcu_pending(int cpu);
235
236 /*
237  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
238  */
239 long rcu_batches_completed_sched(void)
240 {
241         return rcu_sched_state.completed;
242 }
243 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
244
245 /*
246  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
247  */
248 long rcu_batches_completed_bh(void)
249 {
250         return rcu_bh_state.completed;
251 }
252 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
253
254 /*
255  * Force a quiescent state for RCU BH.
256  */
257 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
258 {
259         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
260 }
261 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
262
263 /*
264  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
265  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
266  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
267  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
268  * store this state in rcutorture itself.
269  */
270 void rcutorture_record_test_transition(void)
271 {
272         rcutorture_testseq++;
273         rcutorture_vernum = 0;
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
276
277 /*
278  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
279  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
280  * messages.
281  */
282 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
283 {
284         rcutorture_vernum++;
285 }
286 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
287
288 /*
289  * Force a quiescent state for RCU-sched.
290  */
291 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
292 {
293         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
296
297 /*
298  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
299  */
300 static int
301 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
302 {
303         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
304                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
305 }
306
307 /*
308  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
309  */
310 static int
311 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
312 {
313         struct rcu_head **ntp;
314
315         ntp = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL +
316                            (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed)];
317         return rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && ntp && *ntp &&
318                !rcu_gp_in_progress(rsp);
319 }
320
321 /*
322  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
323  */
324 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
325 {
326         return &rsp->node[0];
327 }
328
329 /*
330  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
331  *
332  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
333  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
334  * The caller must have disabled interrupts.
335  */
336 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
337                                 bool user)
338 {
339         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
340         if (!user && !is_idle_task(current)) {
341                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
342
343                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
344                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
345                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
346                           current->pid, current->comm,
347                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
348         }
349         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
350         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
351         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
352         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
353         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
354         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
355
356         /*
357          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
358          * in an RCU read-side critical section.
359          */
360         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
361                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
362         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
363                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
364         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
365                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
366 }
367
368 /*
369  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
370  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
371  */
372 static void rcu_eqs_enter(bool user)
373 {
374         long long oldval;
375         struct rcu_dynticks *rdtp;
376
377         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
378         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
379         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
380         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
381                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
382         else
383                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
384         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
385 }
386
387 /**
388  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
389  *
390  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
391  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
392  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
393  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
394  *
395  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
396  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
397  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
398  */
399 void rcu_idle_enter(void)
400 {
401         unsigned long flags;
402
403         local_irq_save(flags);
404         rcu_eqs_enter(false);
405         local_irq_restore(flags);
406 }
407 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
408
409 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
410 /**
411  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
412  *
413  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
414  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
415  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
416  * when the CPU runs in userspace.
417  */
418 void rcu_user_enter(void)
419 {
420         rcu_eqs_enter(1);
421 }
422
423 /**
424  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
425  * after the current irq returns.
426  *
427  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
428  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
429  * returns.
430  */
431 void rcu_user_enter_after_irq(void)
432 {
433         unsigned long flags;
434         struct rcu_dynticks *rdtp;
435
436         local_irq_save(flags);
437         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
438         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
439         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
440         rdtp->dynticks_nesting = 1;
441         local_irq_restore(flags);
442 }
443 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
444
445 /**
446  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
447  *
448  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
449  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
450  * sections can occur.
451  *
452  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
453  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
454  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
455  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
456  *
457  * Use things like work queues to work around this limitation.
458  *
459  * You have been warned.
460  */
461 void rcu_irq_exit(void)
462 {
463         unsigned long flags;
464         long long oldval;
465         struct rcu_dynticks *rdtp;
466
467         local_irq_save(flags);
468         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
469         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
470         rdtp->dynticks_nesting--;
471         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
472         if (rdtp->dynticks_nesting)
473                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
474         else
475                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
476         local_irq_restore(flags);
477 }
478
479 /*
480  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
481  *
482  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
483  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
484  * The caller must have disabled interrupts.
485  */
486 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
487                                int user)
488 {
489         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
490         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
491         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
492         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
493         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
494         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
495         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
496         if (!user && !is_idle_task(current)) {
497                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
498
499                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
500                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
501                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
502                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
503                           current->pid, current->comm,
504                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
505         }
506 }
507
508 /*
509  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
510  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
511  */
512 static void rcu_eqs_exit(bool user)
513 {
514         struct rcu_dynticks *rdtp;
515         long long oldval;
516
517         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
518         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
519         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
520         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
521                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
522         else
523                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
524         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
525 }
526
527 /**
528  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
529  *
530  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
531  * read-side critical sections can occur.
532  *
533  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
534  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
535  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
536  * now starting.
537  */
538 void rcu_idle_exit(void)
539 {
540         unsigned long flags;
541
542         local_irq_save(flags);
543         rcu_eqs_exit(false);
544         local_irq_restore(flags);
545 }
546 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
547
548 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
549 /**
550  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
551  *
552  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
553  * run a RCU read side critical section anytime.
554  */
555 void rcu_user_exit(void)
556 {
557         rcu_eqs_exit(1);
558 }
559
560 /**
561  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
562  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
563  *
564  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
565  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
566  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
567  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
568  */
569 void rcu_user_exit_after_irq(void)
570 {
571         unsigned long flags;
572         struct rcu_dynticks *rdtp;
573
574         local_irq_save(flags);
575         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
576         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
577         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
578         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
579         local_irq_restore(flags);
580 }
581 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
582
583 /**
584  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
585  *
586  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
587  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
588  * sections can occur.
589  *
590  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
591  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
592  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
593  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
594  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
595  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
596  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
597  *
598  * Use things like work queues to work around this limitation.
599  *
600  * You have been warned.
601  */
602 void rcu_irq_enter(void)
603 {
604         unsigned long flags;
605         struct rcu_dynticks *rdtp;
606         long long oldval;
607
608         local_irq_save(flags);
609         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
610         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
611         rdtp->dynticks_nesting++;
612         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
613         if (oldval)
614                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
615         else
616                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
617         local_irq_restore(flags);
618 }
619
620 /**
621  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
622  *
623  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
624  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
625  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
626  */
627 void rcu_nmi_enter(void)
628 {
629         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
630
631         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
632             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
633                 return;
634         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
635         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
636         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
637         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
638         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
639         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
640 }
641
642 /**
643  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
644  *
645  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
646  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
647  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
648  */
649 void rcu_nmi_exit(void)
650 {
651         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
652
653         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
654             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
655                 return;
656         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
657         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
658         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
659         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
660         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
661 }
662
663 /**
664  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
665  *
666  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
667  * or NMI handler, return true.
668  */
669 int rcu_is_cpu_idle(void)
670 {
671         int ret;
672
673         preempt_disable();
674         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
675         preempt_enable();
676         return ret;
677 }
678 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
679
680 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
681
682 /*
683  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
684  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
685  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
686  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
687  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
688  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
689  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
690  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
691  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
692  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
693  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
694  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
695  * notifiers.
696  *
697  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
698  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
699  *
700  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
701  * errors from NMI handlers anyway.
702  */
703 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
704 {
705         struct rcu_data *rdp;
706         struct rcu_node *rnp;
707         bool ret;
708
709         if (in_nmi())
710                 return 1;
711         preempt_disable();
712         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
713         rnp = rdp->mynode;
714         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
715               !rcu_scheduler_fully_active;
716         preempt_enable();
717         return ret;
718 }
719 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
720
721 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
722
723 /**
724  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
725  *
726  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
727  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
728  * disabled preemption.
729  */
730 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
731 {
732         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
733 }
734
735 /*
736  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
737  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
738  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
739  */
740 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
741 {
742         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
743         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
744 }
745
746 /*
747  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
748  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
749  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
750  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
751  */
752 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
753 {
754         unsigned int curr;
755         unsigned int snap;
756
757         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
758         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
759
760         /*
761          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
762          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
763          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
764          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
765          * read-side critical section that started before the beginning
766          * of the current RCU grace period.
767          */
768         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
769                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
770                 rdp->dynticks_fqs++;
771                 return 1;
772         }
773
774         /*
775          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
776          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
777          * state: If we see it offline even once, it has been through a
778          * quiescent state.
779          *
780          * The reason for insisting that the grace period be at least
781          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
782          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
783          * sections.
784          */
785         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
786                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
787         barrier();
788         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
789                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
790                 rdp->offline_fqs++;
791                 return 1;
792         }
793         return 0;
794 }
795
796 static int jiffies_till_stall_check(void)
797 {
798         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
799
800         /*
801          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
802          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
803          */
804         if (till_stall_check < 3) {
805                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
806                 till_stall_check = 3;
807         } else if (till_stall_check > 300) {
808                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
809                 till_stall_check = 300;
810         }
811         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
812 }
813
814 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
815 {
816         rsp->gp_start = jiffies;
817         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
818 }
819
820 /*
821  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
822  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
823  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
824  * printed by the target CPU.
825  */
826 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
827 {
828         int cpu;
829         unsigned long flags;
830         struct rcu_node *rnp;
831
832         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
833                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
834                 if (rnp->qsmask != 0) {
835                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
836                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
837                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
838                 }
839                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
840         }
841 }
842
843 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
844 {
845         int cpu;
846         long delta;
847         unsigned long flags;
848         int ndetected = 0;
849         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
850         long totqlen = 0;
851
852         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
853
854         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
855         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
856         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
857                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
858                 return;
859         }
860         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
861         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
862
863         /*
864          * OK, time to rat on our buddy...
865          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
866          * RCU CPU stall warnings.
867          */
868         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
869                rsp->name);
870         print_cpu_stall_info_begin();
871         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
872                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
873                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
874                 if (rnp->qsmask != 0) {
875                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
876                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
877                                         print_cpu_stall_info(rsp,
878                                                              rnp->grplo + cpu);
879                                         ndetected++;
880                                 }
881                 }
882                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
883         }
884
885         /*
886          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
887          * due to CPU offlining.
888          */
889         rnp = rcu_get_root(rsp);
890         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
891         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
892         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
893
894         print_cpu_stall_info_end();
895         for_each_possible_cpu(cpu)
896                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
897         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
898                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
899                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
900         if (ndetected == 0)
901                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
902         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
903                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
904
905         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
906
907         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
908
909         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
910 }
911
912 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
913 {
914         int cpu;
915         unsigned long flags;
916         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
917         long totqlen = 0;
918
919         /*
920          * OK, time to rat on ourselves...
921          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
922          * RCU CPU stall warnings.
923          */
924         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
925         print_cpu_stall_info_begin();
926         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
927         print_cpu_stall_info_end();
928         for_each_possible_cpu(cpu)
929                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
930         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
931                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
932         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
933                 dump_stack();
934
935         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
936         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
937                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
938                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
939         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
940
941         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
942 }
943
944 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
945 {
946         unsigned long j;
947         unsigned long js;
948         struct rcu_node *rnp;
949
950         if (rcu_cpu_stall_suppress)
951                 return;
952         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
953         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
954         rnp = rdp->mynode;
955         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
956             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
957
958                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
959                 print_cpu_stall(rsp);
960
961         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
962                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
963
964                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
965                 print_other_cpu_stall(rsp);
966         }
967 }
968
969 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
970 {
971         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
972         return NOTIFY_DONE;
973 }
974
975 /**
976  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
977  *
978  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
979  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
980  * RCU grace periods.
981  *
982  * The caller must disable hard irqs.
983  */
984 void rcu_cpu_stall_reset(void)
985 {
986         struct rcu_state *rsp;
987
988         for_each_rcu_flavor(rsp)
989                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
990 }
991
992 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
993         .notifier_call = rcu_panic,
994 };
995
996 static void __init check_cpu_stall_init(void)
997 {
998         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
1003  * This is used both when we started the grace period and when we notice
1004  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
1005  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
1006  *  and must have irqs disabled.
1007  */
1008 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1009 {
1010         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1011                 /*
1012                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1013                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1014                  * go looking for one.
1015                  */
1016                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1017                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1018                 rdp->passed_quiesce = 0;
1019                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1020                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1021         }
1022 }
1023
1024 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1025 {
1026         unsigned long flags;
1027         struct rcu_node *rnp;
1028
1029         local_irq_save(flags);
1030         rnp = rdp->mynode;
1031         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1032             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1033                 local_irq_restore(flags);
1034                 return;
1035         }
1036         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1037         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1042  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1043  * on the CPU corresponding to rdp.
1044  */
1045 static int
1046 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1047 {
1048         unsigned long flags;
1049         int ret = 0;
1050
1051         local_irq_save(flags);
1052         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1053                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1054                 ret = 1;
1055         }
1056         local_irq_restore(flags);
1057         return ret;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1062  */
1063 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1064 {
1065         int i;
1066
1067         rdp->nxtlist = NULL;
1068         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1069                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1070         init_nocb_callback_list(rdp);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1075  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1076  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1077  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1078  */
1079 static void
1080 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1081 {
1082         /* Did another grace period end? */
1083         if (rdp->completed != rnp->completed) {
1084
1085                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
1086                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
1087                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
1088                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1089
1090                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1091                 rdp->completed = rnp->completed;
1092                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1093
1094                 /*
1095                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1096                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1097                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1098                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1099                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1100                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1101                  * states we found for the old GP are now invalid.
1102                  */
1103                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1104                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1105                         rdp->passed_quiesce = 0;
1106                 }
1107
1108                 /*
1109                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1110                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1111                  */
1112                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1113                         rdp->qs_pending = 0;
1114         }
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1119  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1120  * belongs.
1121  */
1122 static void
1123 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1124 {
1125         unsigned long flags;
1126         struct rcu_node *rnp;
1127
1128         local_irq_save(flags);
1129         rnp = rdp->mynode;
1130         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1131             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1132                 local_irq_restore(flags);
1133                 return;
1134         }
1135         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1136         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1141  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1142  * this CPU.
1143  */
1144 static void
1145 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1146 {
1147         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1148         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1149
1150         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1151         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Initialize a new grace period.
1156  */
1157 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1158 {
1159         struct rcu_data *rdp;
1160         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1161
1162         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1163         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1164
1165         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1166                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1167                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1168                 return 0;
1169         }
1170
1171         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1172         rsp->gpnum++;
1173         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1174         record_gp_stall_check_time(rsp);
1175         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1176
1177         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1178         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1179
1180         /*
1181          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1182          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1183          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1184          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1185          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1186          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1187          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1188          * CPU-hotplug operations.
1189          *
1190          * The grace period cannot complete until the initialization
1191          * process finishes, because this kthread handles both.
1192          */
1193         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1194                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1195                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1196                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1197                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1198                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1199                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1200                 rnp->completed = rsp->completed;
1201                 if (rnp == rdp->mynode)
1202                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1203                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1204                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1205                                             rnp->level, rnp->grplo,
1206                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1207                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1208 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1209                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1210                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1211 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1212                 cond_resched();
1213         }
1214
1215         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1216         return 1;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Do one round of quiescent-state forcing.
1221  */
1222 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1223 {
1224         int fqs_state = fqs_state_in;
1225         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1226
1227         rsp->n_force_qs++;
1228         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1229                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1230                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1231                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1232         } else {
1233                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1234                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1235         }
1236         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1237         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1238                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1239                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1240                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1241         }
1242         return fqs_state;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Clean up after the old grace period.
1247  */
1248 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1249 {
1250         unsigned long gp_duration;
1251         struct rcu_data *rdp;
1252         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1253
1254         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1255         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1256         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1257                 rsp->gp_max = gp_duration;
1258
1259         /*
1260          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1261          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1262          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1263          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1264          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1265          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1266          */
1267         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1268
1269         /*
1270          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1271          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1272          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1273          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1274          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1275          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1276          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1277          */
1278         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1279                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1280                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1281                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1282                 cond_resched();
1283         }
1284         rnp = rcu_get_root(rsp);
1285         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1286
1287         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1288         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1289         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1290         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1291         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1292                 rsp->gp_flags = 1;
1293         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Body of kthread that handles grace periods.
1298  */
1299 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1300 {
1301         int fqs_state;
1302         unsigned long j;
1303         int ret;
1304         struct rcu_state *rsp = arg;
1305         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1306
1307         for (;;) {
1308
1309                 /* Handle grace-period start. */
1310                 for (;;) {
1311                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1312                                                  rsp->gp_flags &
1313                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1314                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1315                             rcu_gp_init(rsp))
1316                                 break;
1317                         cond_resched();
1318                         flush_signals(current);
1319                 }
1320
1321                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1322                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1323                 j = jiffies_till_first_fqs;
1324                 if (j > HZ) {
1325                         j = HZ;
1326                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1327                 }
1328                 for (;;) {
1329                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1330                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1331                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1332                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1333                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1334                                         j);
1335                         /* If grace period done, leave loop. */
1336                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1337                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1338                                 break;
1339                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1340                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1341                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1342                                 cond_resched();
1343                         } else {
1344                                 /* Deal with stray signal. */
1345                                 cond_resched();
1346                                 flush_signals(current);
1347                         }
1348                         j = jiffies_till_next_fqs;
1349                         if (j > HZ) {
1350                                 j = HZ;
1351                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1352                         } else if (j < 1) {
1353                                 j = 1;
1354                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1355                         }
1356                 }
1357
1358                 /* Handle grace-period end. */
1359                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1360         }
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1365  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1366  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1367  * be disabled.
1368  *
1369  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1370  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1371  * quiescent state.
1372  */
1373 static void
1374 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1375         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1376 {
1377         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1378         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1379
1380         if (!rsp->gp_kthread ||
1381             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1382                 /*
1383                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1384                  * task, this CPU does not need another grace period,
1385                  * or a grace period is already in progress.
1386                  * Either way, don't start a new grace period.
1387                  */
1388                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1389                 return;
1390         }
1391
1392         /*
1393          * Because there is no grace period in progress right now,
1394          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1395          * by the next grace period.  So promote all callbacks to be
1396          * handled after the end of the next grace period.  If the
1397          * CPU is not yet aware of the end of the previous grace period,
1398          * we need to allow for the callback advancement that will
1399          * occur when it does become aware.  Deadlock prevents us from
1400          * making it aware at this point: We cannot acquire a leaf
1401          * rcu_node ->lock while holding the root rcu_node ->lock.
1402          */
1403         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1404         if (rdp->completed == rsp->completed)
1405                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1406
1407         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1408         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1409
1410         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1411         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1412         local_irq_restore(flags);
1413
1414         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1415         wake_up(&rsp->gp_wq);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1420  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1421  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1422  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1423  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1424  */
1425 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1426         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1427 {
1428         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1429         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1430         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1435  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1436  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1437  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1438  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1439  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1440  */
1441 static void
1442 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1443                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1444         __releases(rnp->lock)
1445 {
1446         struct rcu_node *rnp_c;
1447
1448         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1449         for (;;) {
1450                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1451
1452                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1453                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1454                         return;
1455                 }
1456                 rnp->qsmask &= ~mask;
1457                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1458                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1459                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1460                                                  !!rnp->gp_tasks);
1461                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1462
1463                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1464                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1465                         return;
1466                 }
1467                 mask = rnp->grpmask;
1468                 if (rnp->parent == NULL) {
1469
1470                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1471
1472                         break;
1473                 }
1474                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1475                 rnp_c = rnp;
1476                 rnp = rnp->parent;
1477                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1478                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1479         }
1480
1481         /*
1482          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1483          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1484          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1485          */
1486         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1491  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1492  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1493  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1494  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1495  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1496  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1497  */
1498 static void
1499 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1500 {
1501         unsigned long flags;
1502         unsigned long mask;
1503         struct rcu_node *rnp;
1504
1505         rnp = rdp->mynode;
1506         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1507         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1508             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1509
1510                 /*
1511                  * The grace period in which this quiescent state was
1512                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1513                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1514                  * within the current grace period.
1515                  */
1516                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1517                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1518                 return;
1519         }
1520         mask = rdp->grpmask;
1521         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1522                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1523         } else {
1524                 rdp->qs_pending = 0;
1525
1526                 /*
1527                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1528                  * callbacks can be processed during the next GP.
1529                  */
1530                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1531
1532                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1533         }
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1538  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1539  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1540  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1541  */
1542 static void
1543 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1544 {
1545         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1546         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1547                 return;
1548
1549         /*
1550          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1551          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1552          */
1553         if (!rdp->qs_pending)
1554                 return;
1555
1556         /*
1557          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1558          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1559          */
1560         if (!rdp->passed_quiesce)
1561                 return;
1562
1563         /*
1564          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1565          * judge of that).
1566          */
1567         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1568 }
1569
1570 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1571
1572 /*
1573  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1574  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1575  * ->orphan_lock.
1576  */
1577 static void
1578 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1579                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1580 {
1581         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1582         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1583                 return;
1584
1585         /*
1586          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1587          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1588          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1589          */
1590         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1591                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1592                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1593                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1594                 rdp->qlen_lazy = 0;
1595                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1596         }
1597
1598         /*
1599          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1600          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1601          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1602          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1603          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1604          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1605          * we just reset the whole thing later on.
1606          */
1607         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1608                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1609                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1610                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1611         }
1612
1613         /*
1614          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1615          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1616          * required to pass though another grace period: They are done.
1617          */
1618         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1619                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1620                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1621         }
1622
1623         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1624         init_callback_list(rdp);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1629  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1630  */
1631 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1632 {
1633         int i;
1634         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1635
1636         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1637         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1638                 return;
1639
1640         /* Do the accounting first. */
1641         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1642         rdp->qlen += rsp->qlen;
1643         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1644         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1645                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1646         rsp->qlen_lazy = 0;
1647         rsp->qlen = 0;
1648
1649         /*
1650          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1651          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1652          * we are the task doing the rcu_barrier().
1653          */
1654
1655         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1656         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1657                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1658                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1659                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1660                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1661                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1662                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1663                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1664         }
1665
1666         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1667         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1668                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1669                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1670                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1671                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1672         }
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1677  */
1678 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1679 {
1680         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1681         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1682         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1683
1684         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1685         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1686                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1687                                "cpuofl");
1688 }
1689
1690 /*
1691  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1692  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1693  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1694  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1695  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1696  */
1697 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1698 {
1699         unsigned long flags;
1700         unsigned long mask;
1701         int need_report = 0;
1702         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1703         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1704
1705         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1706         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1707
1708         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1709
1710         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1711         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1712         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1713
1714         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1715         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1716         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1717
1718         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1719         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1720         do {
1721                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1722                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1723                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1724                         if (rnp != rdp->mynode)
1725                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1726                         break;
1727                 }
1728                 if (rnp == rdp->mynode)
1729                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1730                 else
1731                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1732                 mask = rnp->grpmask;
1733                 rnp = rnp->parent;
1734         } while (rnp != NULL);
1735
1736         /*
1737          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1738          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1739          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1740          * held leads to deadlock.
1741          */
1742         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1743         rnp = rdp->mynode;
1744         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1745                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1746         else
1747                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1748         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1749                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1750         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1751                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1752                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1753         init_callback_list(rdp);
1754         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1755         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1756         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1757 }
1758
1759 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1760
1761 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1762 {
1763 }
1764
1765 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1766 {
1767 }
1768
1769 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1770
1771 /*
1772  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1773  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1774  */
1775 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1776 {
1777         unsigned long flags;
1778         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1779         long bl, count, count_lazy;
1780         int i;
1781
1782         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1783         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1784                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1785                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1786                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1787                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1788                 return;
1789         }
1790
1791         /*
1792          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1793          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1794          */
1795         local_irq_save(flags);
1796         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1797         bl = rdp->blimit;
1798         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1799         list = rdp->nxtlist;
1800         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1801         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1802         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1803         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1804                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1805                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1806         local_irq_restore(flags);
1807
1808         /* Invoke callbacks. */
1809         count = count_lazy = 0;
1810         while (list) {
1811                 next = list->next;
1812                 prefetch(next);
1813                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1814                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1815                         count_lazy++;
1816                 list = next;
1817                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1818                 if (++count >= bl &&
1819                     (need_resched() ||
1820                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1821                         break;
1822         }
1823
1824         local_irq_save(flags);
1825         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1826                             is_idle_task(current),
1827                             rcu_is_callbacks_kthread());
1828
1829         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1830         if (list != NULL) {
1831                 *tail = rdp->nxtlist;
1832                 rdp->nxtlist = list;
1833                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1834                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1835                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1836                         else
1837                                 break;
1838         }
1839         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1840         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1841         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1842         rdp->n_cbs_invoked += count;
1843
1844         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1845         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1846                 rdp->blimit = blimit;
1847
1848         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1849         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1850                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1851                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1852         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1853                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1854         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1855
1856         local_irq_restore(flags);
1857
1858         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1859         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1860                 invoke_rcu_core();
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1865  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1866  * Also schedule RCU core processing.
1867  *
1868  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1869  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1870  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1871  */
1872 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1873 {
1874         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1875         increment_cpu_stall_ticks();
1876         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1877
1878                 /*
1879                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1880                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1881                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1882                  * a quiescent state, so note it.
1883                  *
1884                  * No memory barrier is required here because both
1885                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1886                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1887                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1888                  */
1889
1890                 rcu_sched_qs(cpu);
1891                 rcu_bh_qs(cpu);
1892
1893         } else if (!in_softirq()) {
1894
1895                 /*
1896                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1897                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1898                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1899                  * critical section, so note it.
1900                  */
1901
1902                 rcu_bh_qs(cpu);
1903         }
1904         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1905         if (rcu_pending(cpu))
1906                 invoke_rcu_core();
1907         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1912  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1913  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1914  *
1915  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1916  */
1917 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1918 {
1919         unsigned long bit;
1920         int cpu;
1921         unsigned long flags;
1922         unsigned long mask;
1923         struct rcu_node *rnp;
1924
1925         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1926                 cond_resched();
1927                 mask = 0;
1928                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1929                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1930                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1931                         return;
1932                 }
1933                 if (rnp->qsmask == 0) {
1934                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1935                         continue;
1936                 }
1937                 cpu = rnp->grplo;
1938                 bit = 1;
1939                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1940                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1941                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1942                                 mask |= bit;
1943                 }
1944                 if (mask != 0) {
1945
1946                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1947                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1948                         continue;
1949                 }
1950                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1951         }
1952         rnp = rcu_get_root(rsp);
1953         if (rnp->qsmask == 0) {
1954                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1955                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1956         }
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1961  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1962  */
1963 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
1964 {
1965         unsigned long flags;
1966         bool ret;
1967         struct rcu_node *rnp;
1968         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
1969
1970         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
1971         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
1972         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
1973                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1974                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
1975                 if (rnp_old != NULL)
1976                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
1977                 if (ret) {
1978                         rsp->n_force_qs_lh++;
1979                         return;
1980                 }
1981                 rnp_old = rnp;
1982         }
1983         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
1984
1985         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
1986         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
1987         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
1988         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1989                 rsp->n_force_qs_lh++;
1990                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
1991                 return;  /* Someone beat us to it. */
1992         }
1993         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
1994         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
1995         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1996 }
1997
1998 /*
1999  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2000  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2001  * whom the rdp belongs.
2002  */
2003 static void
2004 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2005 {
2006         unsigned long flags;
2007         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2008
2009         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2010
2011         /*
2012          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
2013          * period that some other CPU ended.
2014          */
2015         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2016
2017         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2018         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2019
2020         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2021         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2022                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2023                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2024         }
2025
2026         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2027         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2028                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Do RCU core processing for the current CPU.
2033  */
2034 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2035 {
2036         struct rcu_state *rsp;
2037
2038         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2039                 return;
2040         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2041         for_each_rcu_flavor(rsp)
2042                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2043         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2044 }
2045
2046 /*
2047  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2048  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2049  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2050  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2051  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2052  */
2053 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2054 {
2055         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2056                 return;
2057         if (likely(!rsp->boost)) {
2058                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2059                 return;
2060         }
2061         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2062 }
2063
2064 static void invoke_rcu_core(void)
2065 {
2066         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2071  */
2072 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2073                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2074 {
2075         /*
2076          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2077          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2078          */
2079         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2080                 invoke_rcu_core();
2081
2082         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2083         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2084                 return;
2085
2086         /*
2087          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2088          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2089          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2090          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2091          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2092          */
2093         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2094
2095                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2096                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2097                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2098
2099                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2100                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2101                         unsigned long nestflag;
2102                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2103
2104                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2105                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2106                 } else {
2107                         /* Give the grace period a kick. */
2108                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2109                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2110                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2111                                 force_quiescent_state(rsp);
2112                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2113                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2114                 }
2115         }
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2120  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2121  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2122  * is expected to specify a CPU.
2123  */
2124 static void
2125 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2126            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2127 {
2128         unsigned long flags;
2129         struct rcu_data *rdp;
2130
2131         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2132         debug_rcu_head_queue(head);
2133         head->func = func;
2134         head->next = NULL;
2135
2136         /*
2137          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2138          * Note that we might see a beginning right after we see an
2139          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2140          * a quiescent state betweentimes.
2141          */
2142         local_irq_save(flags);
2143         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2144
2145         /* Add the callback to our list. */
2146         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2147                 int offline;
2148
2149                 if (cpu != -1)
2150                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2151                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2152                 WARN_ON_ONCE(offline);
2153                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2154                 local_irq_restore(flags);
2155                 return;
2156         }
2157         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2158         if (lazy)
2159                 rdp->qlen_lazy++;
2160         else
2161                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2162         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2163         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2164         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2165
2166         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2167                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2168                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2169         else
2170                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2171
2172         /* Go handle any RCU core processing required. */
2173         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2174         local_irq_restore(flags);
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2179  */
2180 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2181 {
2182         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2183 }
2184 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2185
2186 /*
2187  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2188  */
2189 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2190 {
2191         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2192 }
2193 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2194
2195 /*
2196  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2197  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2198  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2199  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2200  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2201  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2202  * some overhead: RCU still operates correctly.
2203  */
2204 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2205 {
2206         int ret;
2207
2208         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2209         preempt_disable();
2210         ret = num_online_cpus() <= 1;
2211         preempt_enable();
2212         return ret;
2213 }
2214
2215 /**
2216  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2217  *
2218  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2219  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2220  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2221  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2222  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2223  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2224  * rcu_read_lock_sched().
2225  *
2226  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2227  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2228  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2229  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2230  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2231  *
2232  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2233  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2234  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2235  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2236  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2237  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2238  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2239  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2240  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2241  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2242  * that are executing in the kernel.
2243  *
2244  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2245  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2246  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2247  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2248  * again only if the system has more than one CPU).
2249  *
2250  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2251  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2252  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2253  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2254  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2255  */
2256 void synchronize_sched(void)
2257 {
2258         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2259                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2260                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2261                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2262         if (rcu_blocking_is_gp())
2263                 return;
2264         if (rcu_expedited)
2265                 synchronize_sched_expedited();
2266         else
2267                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2268 }
2269 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2270
2271 /**
2272  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2273  *
2274  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2275  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2276  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2277  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2278  * and may be nested.
2279  *
2280  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2281  * on memory ordering guarantees.
2282  */
2283 void synchronize_rcu_bh(void)
2284 {
2285         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2286                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2287                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2288                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2289         if (rcu_blocking_is_gp())
2290                 return;
2291         if (rcu_expedited)
2292                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2293         else
2294                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2295 }
2296 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2297
2298 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2299 {
2300         /*
2301          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2302          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2303          * time that it returns.
2304          *
2305          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2306          * above condition is already met when the control reaches
2307          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2308          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2309          * robustness against future implementation changes.
2310          */
2311         smp_mb(); /* See above comment block. */
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 /**
2316  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2317  *
2318  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2319  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2320  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2321  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2322  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2323  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2324  * synchronize_sched() instead.
2325  *
2326  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2327  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2328  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2329  * these restriction will result in deadlock.
2330  *
2331  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2332  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2333  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2334  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2335  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2336  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2337  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2338  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2339  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2340  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2341  *
2342  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2343  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2344  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2345  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2346  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2347  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2348  * doing our work for us.
2349  *
2350  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2351  */
2352 void synchronize_sched_expedited(void)
2353 {
2354         long firstsnap, s, snap;
2355         int trycount = 0;
2356         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2357
2358         /*
2359          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2360          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2361          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2362          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2363          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2364          * course be required on a 64-bit system.
2365          */
2366         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2367                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2368                          ULONG_MAX / 8)) {
2369                 synchronize_sched();
2370                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2371                 return;
2372         }
2373
2374         /*
2375          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2376          * full memory barrier.
2377          */
2378         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2379         firstsnap = snap;
2380         get_online_cpus();
2381         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2382
2383         /*
2384          * Each pass through the following loop attempts to force a
2385          * context switch on each CPU.
2386          */
2387         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2388                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2389                              NULL) == -EAGAIN) {
2390                 put_online_cpus();
2391                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2392
2393                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2394                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2395                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2396                         /* ensure test happens before caller kfree */
2397                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2398                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2399                         return;
2400                 }
2401
2402                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2403                 if (trycount++ < 10) {
2404                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2405                 } else {
2406                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2407                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2408                         return;
2409                 }
2410
2411                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2412                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2413                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2414                         /* ensure test happens before caller kfree */
2415                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2416                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2417                         return;
2418                 }
2419
2420                 /*
2421                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2422                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2423                  * after they started, so our grace period works for them,
2424                  * and they started after our first try, so their grace
2425                  * period works for us.
2426                  */
2427                 get_online_cpus();
2428                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2429                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2430         }
2431         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2432
2433         /*
2434          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2435          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2436          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2437          * than we did already did their update.
2438          */
2439         do {
2440                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2441                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2442                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2443                         /* ensure test happens before caller kfree */
2444                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2445                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2446                         break;
2447                 }
2448         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2449         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2450
2451         put_online_cpus();
2452 }
2453 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2454
2455 /*
2456  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2457  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2458  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2459  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2460  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2461  */
2462 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2463 {
2464         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2465
2466         rdp->n_rcu_pending++;
2467
2468         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2469         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2470
2471         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2472         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2473             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2474                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2475         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2476                 rdp->n_rp_report_qs++;
2477                 return 1;
2478         }
2479
2480         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2481         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2482                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2483                 return 1;
2484         }
2485
2486         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2487         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2488                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2489                 return 1;
2490         }
2491
2492         /* Has another RCU grace period completed?  */
2493         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2494                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2495                 return 1;
2496         }
2497
2498         /* Has a new RCU grace period started? */
2499         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2500                 rdp->n_rp_gp_started++;
2501                 return 1;
2502         }
2503
2504         /* nothing to do */
2505         rdp->n_rp_need_nothing++;
2506         return 0;
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2511  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2512  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2513  */
2514 static int rcu_pending(int cpu)
2515 {
2516         struct rcu_state *rsp;
2517
2518         for_each_rcu_flavor(rsp)
2519                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2520                         return 1;
2521         return 0;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2526  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2527  * 1 if so.
2528  */
2529 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2530 {
2531         struct rcu_state *rsp;
2532
2533         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2534         for_each_rcu_flavor(rsp)
2535                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2536                         return 1;
2537         return 0;
2538 }
2539
2540 /*
2541  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2542  * the compiler is expected to optimize this away.
2543  */
2544 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2545                                int cpu, unsigned long done)
2546 {
2547         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2548                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2549 }
2550
2551 /*
2552  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2553  * up the task executing _rcu_barrier().
2554  */
2555 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2556 {
2557         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2558         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2559
2560         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2561                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2562                 complete(&rsp->barrier_completion);
2563         } else {
2564                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2565         }
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2570  */
2571 static void rcu_barrier_func(void *type)
2572 {
2573         struct rcu_state *rsp = type;
2574         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2575
2576         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2577         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2578         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2583  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2584  */
2585 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2586 {
2587         int cpu;
2588         struct rcu_data *rdp;
2589         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2590         unsigned long snap_done;
2591
2592         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2593
2594         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2595         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2596
2597         /*
2598          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2599          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2600          */
2601         smp_mb();  /* See above block comment. */
2602
2603         /*
2604          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2605          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2606          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2607          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2608          */
2609         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2610         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2611         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2612                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2613                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2614                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2615                 return;
2616         }
2617
2618         /*
2619          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2620          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2621          * the increment to precede the early-exit check.
2622          */
2623         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2624         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2625         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2626         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2627
2628         /*
2629          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2630          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2631          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2632          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2633          */
2634         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2635         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2636         get_online_cpus();
2637
2638         /*
2639          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2640          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2641          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2642          */
2643         for_each_possible_cpu(cpu) {
2644                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2645                         continue;
2646                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2647                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2648                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2649                                            rsp->n_barrier_done);
2650                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2651                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2652                                    rsp, cpu, 0);
2653                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2654                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2655                                            rsp->n_barrier_done);
2656                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2657                 } else {
2658                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2659                                            rsp->n_barrier_done);
2660                 }
2661         }
2662         put_online_cpus();
2663
2664         /*
2665          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2666          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2667          */
2668         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2669                 complete(&rsp->barrier_completion);
2670
2671         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2672         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2673         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2674         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2675         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2676         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2677
2678         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2679         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2680
2681         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2682         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2683 }
2684
2685 /**
2686  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2687  */
2688 void rcu_barrier_bh(void)
2689 {
2690         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2691 }
2692 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2693
2694 /**
2695  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2696  */
2697 void rcu_barrier_sched(void)
2698 {
2699         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2700 }
2701 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2702
2703 /*
2704  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2705  */
2706 static void __init
2707 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2708 {
2709         unsigned long flags;
2710         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2711         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2712
2713         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2714         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2715         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2716         init_callback_list(rdp);
2717         rdp->qlen_lazy = 0;
2718         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2719         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2720         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2721         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2722 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
2723         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->in_user);
2724 #endif
2725         rdp->cpu = cpu;
2726         rdp->rsp = rsp;
2727         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2728         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2733  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2734  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2735  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2736  */
2737 static void __cpuinit
2738 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2739 {
2740         unsigned long flags;
2741         unsigned long mask;
2742         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2743         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2744
2745         /* Exclude new grace periods. */
2746         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2747
2748         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2749         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2750         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2751         rdp->preemptible = preemptible;
2752         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2753         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2754         rdp->blimit = blimit;
2755         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2756         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2757         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2758                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2759         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2760         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2761
2762         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2763         rnp = rdp->mynode;
2764         mask = rdp->grpmask;
2765         do {
2766                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2767                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2768                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2769                 mask = rnp->grpmask;
2770                 if (rnp == rdp->mynode) {
2771                         /*
2772                          * If there is a grace period in progress, we will
2773                          * set up to wait for it next time we run the
2774                          * RCU core code.
2775                          */
2776                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2777                         rdp->completed = rnp->completed;
2778                         rdp->passed_quiesce = 0;
2779                         rdp->qs_pending = 0;
2780                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2781                 }
2782                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2783                 rnp = rnp->parent;
2784         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2785         local_irq_restore(flags);
2786
2787         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2788 }
2789
2790 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2791 {
2792         struct rcu_state *rsp;
2793
2794         for_each_rcu_flavor(rsp)
2795                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2796                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2797 }
2798
2799 /*
2800  * Handle CPU online/offline notification events.
2801  */
2802 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2803                                     unsigned long action, void *hcpu)
2804 {
2805         long cpu = (long)hcpu;
2806         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2807         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2808         struct rcu_state *rsp;
2809         int ret = NOTIFY_OK;
2810
2811         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2812         switch (action) {
2813         case CPU_UP_PREPARE:
2814         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2815                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2816                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2817                 break;
2818         case CPU_ONLINE:
2819         case CPU_DOWN_FAILED:
2820                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2821                 break;
2822         case CPU_DOWN_PREPARE:
2823                 if (nocb_cpu_expendable(cpu))
2824                         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2825                 else
2826                         ret = NOTIFY_BAD;
2827                 break;
2828         case CPU_DYING:
2829         case CPU_DYING_FROZEN:
2830                 /*
2831                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2832                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2833                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2834                  */
2835                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2836                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2837                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2838                 break;
2839         case CPU_DEAD:
2840         case CPU_DEAD_FROZEN:
2841         case CPU_UP_CANCELED:
2842         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2843                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2844                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2845                 break;
2846         default:
2847                 break;
2848         }
2849         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2850         return ret;
2851 }
2852
2853 /*
2854  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2855  */
2856 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2857 {
2858         unsigned long flags;
2859         struct rcu_node *rnp;
2860         struct rcu_state *rsp;
2861         struct task_struct *t;
2862
2863         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2864                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2865                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2866                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2867                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2868                 rsp->gp_kthread = t;
2869                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2870                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2871         }
2872         return 0;
2873 }
2874 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2875
2876 /*
2877  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2878  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2879  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2880  * task is booting the system).  After this function is called, the
2881  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2882  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2883  */
2884 void rcu_scheduler_starting(void)
2885 {
2886         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2887         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2888         rcu_scheduler_active = 1;
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2893  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2894  */
2895 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2896 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2897 {
2898         int i;
2899
2900         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2901                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2902         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2903 }
2904 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2905 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2906 {
2907         int ccur;
2908         int cprv;
2909         int i;
2910
2911         cprv = nr_cpu_ids;
2912         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2913                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2914                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2915                 cprv = ccur;
2916         }
2917 }
2918 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2919
2920 /*
2921  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2922  */
2923 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2924                 struct rcu_data __percpu *rda)
2925 {
2926         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
2927                                "rcu_node_1",
2928                                "rcu_node_2",
2929                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2930         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
2931                                "rcu_node_fqs_1",
2932                                "rcu_node_fqs_2",
2933                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2934         int cpustride = 1;
2935         int i;
2936         int j;
2937         struct rcu_node *rnp;
2938
2939         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2940
2941         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2942
2943         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2944                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2945         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2946                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2947         rcu_init_levelspread(rsp);
2948
2949         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2950
2951         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2952                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2953                 rnp = rsp->level[i];
2954                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2955                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2956                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2957                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2958                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
2959                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
2960                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
2961                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
2962                         rnp->completed = rsp->completed;
2963                         rnp->qsmask = 0;
2964                         rnp->qsmaskinit = 0;
2965                         rnp->grplo = j * cpustride;
2966                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2967                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2968                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2969                         if (i == 0) {
2970                                 rnp->grpnum = 0;
2971                                 rnp->grpmask = 0;
2972                                 rnp->parent = NULL;
2973                         } else {
2974                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2975                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2976                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2977                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2978                         }
2979                         rnp->level = i;
2980                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2981                 }
2982         }
2983
2984         rsp->rda = rda;
2985         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
2986         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2987         for_each_possible_cpu(i) {
2988                 while (i > rnp->grphi)
2989                         rnp++;
2990                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2991                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2992         }
2993         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2998  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2999  * the ->node array in the rcu_state structure.
3000  */
3001 static void __init rcu_init_geometry(void)
3002 {
3003         int i;
3004         int j;
3005         int n = nr_cpu_ids;
3006         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3007
3008         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3009         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3010             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3011                 return;
3012
3013         /*
3014          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3015          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3016          * some of the arithmetic easier.
3017          */
3018         rcu_capacity[0] = 1;
3019         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3020         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3021                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3022
3023         /*
3024          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3025          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3026          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3027          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3028          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3029          * compile-time values if these limits are exceeded.
3030          */
3031         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3032             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3033             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3034                 WARN_ON(1);
3035                 return;
3036         }
3037
3038         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3039         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3040                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3041                         for (j = 0; j <= i; j++)
3042                                 num_rcu_lvl[j] =
3043                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3044                         rcu_num_lvls = i;
3045                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3046                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3047                         break;
3048                 }
3049
3050         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3051         rcu_num_nodes = 0;
3052         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3053                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3054         rcu_num_nodes -= n;
3055 }
3056
3057 void __init rcu_init(void)
3058 {
3059         int cpu;
3060
3061         rcu_bootup_announce();
3062         rcu_init_geometry();
3063         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3064         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3065         __rcu_init_preempt();
3066         rcu_init_nocb();
3067          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3068
3069         /*
3070          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3071          * this is called early in boot, before either interrupts
3072          * or the scheduler are operational.
3073          */
3074         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3075         for_each_online_cpu(cpu)
3076                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3077         check_cpu_stall_init();
3078 }
3079
3080 #include "rcutree_plugin.h"