kernel/: rename random32() to prandom_u32()
[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  * optimize 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 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
221 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222
223 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
224 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
225
226 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
227 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
228 static int rcu_pending(int cpu);
229
230 /*
231  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
232  */
233 long rcu_batches_completed_sched(void)
234 {
235         return rcu_sched_state.completed;
236 }
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
238
239 /*
240  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
241  */
242 long rcu_batches_completed_bh(void)
243 {
244         return rcu_bh_state.completed;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
247
248 /*
249  * Force a quiescent state for RCU BH.
250  */
251 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
252 {
253         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
256
257 /*
258  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
259  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
260  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
261  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
262  * store this state in rcutorture itself.
263  */
264 void rcutorture_record_test_transition(void)
265 {
266         rcutorture_testseq++;
267         rcutorture_vernum = 0;
268 }
269 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
270
271 /*
272  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
273  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
274  * messages.
275  */
276 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
277 {
278         rcutorture_vernum++;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
281
282 /*
283  * Force a quiescent state for RCU-sched.
284  */
285 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
286 {
287         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
290
291 /*
292  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
293  */
294 static int
295 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
296 {
297         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
298                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
299 }
300
301 /*
302  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
303  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
304  * normal callback registry.
305  */
306 static int
307 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
308 {
309         int i;
310
311         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
312                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
313         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
314                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
315         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
316                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
317         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
318                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
319                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
320                                  rdp->nxtcompleted[i]))
321                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
322         return 0; /* No grace period needed. */
323 }
324
325 /*
326  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
327  */
328 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
329 {
330         return &rsp->node[0];
331 }
332
333 /*
334  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
335  *
336  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
337  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
338  * The caller must have disabled interrupts.
339  */
340 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
341                                 bool user)
342 {
343         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
344         if (!user && !is_idle_task(current)) {
345                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
346
347                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
348                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
349                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
350                           current->pid, current->comm,
351                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
352         }
353         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
354         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
355         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
356         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
357         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
358         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
359
360         /*
361          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
362          * in an RCU read-side critical section.
363          */
364         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
365                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
366         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
367                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
368         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
369                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
370 }
371
372 /*
373  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
374  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
375  */
376 static void rcu_eqs_enter(bool user)
377 {
378         long long oldval;
379         struct rcu_dynticks *rdtp;
380
381         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
382         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
383         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
384         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
385                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
386         else
387                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
388         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
389 }
390
391 /**
392  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
393  *
394  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
395  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
396  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
397  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
398  *
399  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
400  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
401  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
402  */
403 void rcu_idle_enter(void)
404 {
405         unsigned long flags;
406
407         local_irq_save(flags);
408         rcu_eqs_enter(false);
409         local_irq_restore(flags);
410 }
411 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
412
413 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
414 /**
415  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
416  *
417  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
418  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
419  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
420  * when the CPU runs in userspace.
421  */
422 void rcu_user_enter(void)
423 {
424         rcu_eqs_enter(1);
425 }
426
427 /**
428  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
429  * after the current irq returns.
430  *
431  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
432  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
433  * returns.
434  */
435 void rcu_user_enter_after_irq(void)
436 {
437         unsigned long flags;
438         struct rcu_dynticks *rdtp;
439
440         local_irq_save(flags);
441         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
442         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
443         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
444         rdtp->dynticks_nesting = 1;
445         local_irq_restore(flags);
446 }
447 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
448
449 /**
450  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
451  *
452  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
453  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
454  * sections can occur.
455  *
456  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
457  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
458  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
459  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
460  *
461  * Use things like work queues to work around this limitation.
462  *
463  * You have been warned.
464  */
465 void rcu_irq_exit(void)
466 {
467         unsigned long flags;
468         long long oldval;
469         struct rcu_dynticks *rdtp;
470
471         local_irq_save(flags);
472         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
473         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
474         rdtp->dynticks_nesting--;
475         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
476         if (rdtp->dynticks_nesting)
477                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
478         else
479                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
480         local_irq_restore(flags);
481 }
482
483 /*
484  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
485  *
486  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
487  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
488  * The caller must have disabled interrupts.
489  */
490 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
491                                int user)
492 {
493         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
494         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
495         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
496         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
497         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
498         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
499         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
500         if (!user && !is_idle_task(current)) {
501                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
502
503                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
504                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
505                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
506                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
507                           current->pid, current->comm,
508                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
509         }
510 }
511
512 /*
513  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
514  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
515  */
516 static void rcu_eqs_exit(bool user)
517 {
518         struct rcu_dynticks *rdtp;
519         long long oldval;
520
521         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
522         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
523         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
524         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
525                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
526         else
527                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
528         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
529 }
530
531 /**
532  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
533  *
534  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
535  * read-side critical sections can occur.
536  *
537  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
538  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
539  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
540  * now starting.
541  */
542 void rcu_idle_exit(void)
543 {
544         unsigned long flags;
545
546         local_irq_save(flags);
547         rcu_eqs_exit(false);
548         local_irq_restore(flags);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
551
552 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
553 /**
554  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
555  *
556  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
557  * run a RCU read side critical section anytime.
558  */
559 void rcu_user_exit(void)
560 {
561         rcu_eqs_exit(1);
562 }
563
564 /**
565  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
566  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
567  *
568  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
569  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
570  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
571  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
572  */
573 void rcu_user_exit_after_irq(void)
574 {
575         unsigned long flags;
576         struct rcu_dynticks *rdtp;
577
578         local_irq_save(flags);
579         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
580         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
581         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
582         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
583         local_irq_restore(flags);
584 }
585 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
586
587 /**
588  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
589  *
590  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
591  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
592  * sections can occur.
593  *
594  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
595  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
596  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
597  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
598  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
599  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
600  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
601  *
602  * Use things like work queues to work around this limitation.
603  *
604  * You have been warned.
605  */
606 void rcu_irq_enter(void)
607 {
608         unsigned long flags;
609         struct rcu_dynticks *rdtp;
610         long long oldval;
611
612         local_irq_save(flags);
613         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
614         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
615         rdtp->dynticks_nesting++;
616         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
617         if (oldval)
618                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
619         else
620                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
621         local_irq_restore(flags);
622 }
623
624 /**
625  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
626  *
627  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
628  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
629  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
630  */
631 void rcu_nmi_enter(void)
632 {
633         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
634
635         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
636             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
637                 return;
638         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
639         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
640         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
641         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
642         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
643         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
644 }
645
646 /**
647  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
648  *
649  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
650  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
651  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
652  */
653 void rcu_nmi_exit(void)
654 {
655         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
656
657         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
658             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
659                 return;
660         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
661         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
662         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
663         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
664         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
665 }
666
667 /**
668  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
669  *
670  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
671  * or NMI handler, return true.
672  */
673 int rcu_is_cpu_idle(void)
674 {
675         int ret;
676
677         preempt_disable();
678         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
679         preempt_enable();
680         return ret;
681 }
682 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
683
684 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
685
686 /*
687  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
688  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
689  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
690  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
691  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
692  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
693  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
694  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
695  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
696  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
697  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
698  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
699  * notifiers.
700  *
701  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
702  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
703  *
704  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
705  * errors from NMI handlers anyway.
706  */
707 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
708 {
709         struct rcu_data *rdp;
710         struct rcu_node *rnp;
711         bool ret;
712
713         if (in_nmi())
714                 return 1;
715         preempt_disable();
716         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
717         rnp = rdp->mynode;
718         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
719               !rcu_scheduler_fully_active;
720         preempt_enable();
721         return ret;
722 }
723 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
724
725 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
726
727 /**
728  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
729  *
730  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
731  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
732  * disabled preemption.
733  */
734 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
735 {
736         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
737 }
738
739 /*
740  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
741  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
742  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
743  */
744 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
745 {
746         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
747         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
748 }
749
750 /*
751  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
752  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
753  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
754  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
755  */
756 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
757 {
758         unsigned int curr;
759         unsigned int snap;
760
761         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
762         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
763
764         /*
765          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
766          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
767          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
768          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
769          * read-side critical section that started before the beginning
770          * of the current RCU grace period.
771          */
772         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
773                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
774                 rdp->dynticks_fqs++;
775                 return 1;
776         }
777
778         /*
779          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
780          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
781          * state: If we see it offline even once, it has been through a
782          * quiescent state.
783          *
784          * The reason for insisting that the grace period be at least
785          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
786          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
787          * sections.
788          */
789         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
790                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
791         barrier();
792         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
793                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
794                 rdp->offline_fqs++;
795                 return 1;
796         }
797         return 0;
798 }
799
800 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
801 {
802         rsp->gp_start = jiffies;
803         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
804 }
805
806 /*
807  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
808  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
809  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
810  * printed by the target CPU.
811  */
812 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
813 {
814         int cpu;
815         unsigned long flags;
816         struct rcu_node *rnp;
817
818         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
819                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
820                 if (rnp->qsmask != 0) {
821                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
822                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
823                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
824                 }
825                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
826         }
827 }
828
829 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
830 {
831         int cpu;
832         long delta;
833         unsigned long flags;
834         int ndetected = 0;
835         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
836         long totqlen = 0;
837
838         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
839
840         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
841         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
842         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
843                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
844                 return;
845         }
846         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
847         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
848
849         /*
850          * OK, time to rat on our buddy...
851          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
852          * RCU CPU stall warnings.
853          */
854         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
855                rsp->name);
856         print_cpu_stall_info_begin();
857         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
858                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
859                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
860                 if (rnp->qsmask != 0) {
861                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
862                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
863                                         print_cpu_stall_info(rsp,
864                                                              rnp->grplo + cpu);
865                                         ndetected++;
866                                 }
867                 }
868                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
869         }
870
871         /*
872          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
873          * due to CPU offlining.
874          */
875         rnp = rcu_get_root(rsp);
876         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
877         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
878         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
879
880         print_cpu_stall_info_end();
881         for_each_possible_cpu(cpu)
882                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
883         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
884                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
885                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
886         if (ndetected == 0)
887                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
888         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
889                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
890
891         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
892
893         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
894
895         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
896 }
897
898 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
899 {
900         int cpu;
901         unsigned long flags;
902         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
903         long totqlen = 0;
904
905         /*
906          * OK, time to rat on ourselves...
907          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
908          * RCU CPU stall warnings.
909          */
910         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
911         print_cpu_stall_info_begin();
912         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
913         print_cpu_stall_info_end();
914         for_each_possible_cpu(cpu)
915                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
916         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
917                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
918         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
919                 dump_stack();
920
921         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
922         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
923                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
924                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
925         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
926
927         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
928 }
929
930 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
931 {
932         unsigned long j;
933         unsigned long js;
934         struct rcu_node *rnp;
935
936         if (rcu_cpu_stall_suppress)
937                 return;
938         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
939         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
940         rnp = rdp->mynode;
941         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
942             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
943
944                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
945                 print_cpu_stall(rsp);
946
947         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
948                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
949
950                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
951                 print_other_cpu_stall(rsp);
952         }
953 }
954
955 /**
956  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
957  *
958  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
959  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
960  * RCU grace periods.
961  *
962  * The caller must disable hard irqs.
963  */
964 void rcu_cpu_stall_reset(void)
965 {
966         struct rcu_state *rsp;
967
968         for_each_rcu_flavor(rsp)
969                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
970 }
971
972 /*
973  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
974  * This is used both when we started the grace period and when we notice
975  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
976  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
977  *  and must have irqs disabled.
978  */
979 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
980 {
981         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
982                 /*
983                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
984                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
985                  * go looking for one.
986                  */
987                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
988                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
989                 rdp->passed_quiesce = 0;
990                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
991                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
992         }
993 }
994
995 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
996 {
997         unsigned long flags;
998         struct rcu_node *rnp;
999
1000         local_irq_save(flags);
1001         rnp = rdp->mynode;
1002         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1003             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1004                 local_irq_restore(flags);
1005                 return;
1006         }
1007         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1008         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1013  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1014  * on the CPU corresponding to rdp.
1015  */
1016 static int
1017 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1018 {
1019         unsigned long flags;
1020         int ret = 0;
1021
1022         local_irq_save(flags);
1023         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1024                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1025                 ret = 1;
1026         }
1027         local_irq_restore(flags);
1028         return ret;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1033  */
1034 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1035 {
1036         int i;
1037
1038         rdp->nxtlist = NULL;
1039         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1040                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1041         init_nocb_callback_list(rdp);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1046  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1047  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1048  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1049  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1050  *
1051  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1052  */
1053 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1054                                        struct rcu_node *rnp)
1055 {
1056         /*
1057          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1058          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1059          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1060          * period might have started, but just not yet gotten around
1061          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1062          */
1063         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1064                 return rnp->completed + 1;
1065
1066         /*
1067          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1068          * then the subsequent full grace period.
1069          */
1070         return rnp->completed + 2;
1071 }
1072
1073 /*
1074  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1075  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1076  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1077  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1078  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1079  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1080  * not hurt to call it repeatedly.
1081  *
1082  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1083  */
1084 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1085                                struct rcu_data *rdp)
1086 {
1087         unsigned long c;
1088         int i;
1089
1090         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1091         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1092                 return;
1093
1094         /*
1095          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1096          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1097          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1098          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1099          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1100          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1101          *
1102          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1103          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1104          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1105          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1106          * been assigned a ->completed number.
1107          */
1108         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1109         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1110                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1111                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1112                         break;
1113
1114         /*
1115          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1116          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1117          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1118          * be grouped into.
1119          */
1120         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1121                 return;
1122
1123         /*
1124          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1125          * full grace period and group them all in the sublist initially
1126          * indexed by "i".
1127          */
1128         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1129                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1130                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1131         }
1132
1133         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1134         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1135                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1136         else
1137                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1142  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1143  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1144  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1145  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1146  *
1147  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1148  */
1149 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1150                             struct rcu_data *rdp)
1151 {
1152         int i, j;
1153
1154         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1155         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1156                 return;
1157
1158         /*
1159          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1160          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1161          */
1162         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1163                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1164                         break;
1165                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1166         }
1167         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1168         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1169                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1170
1171         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1172         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1173                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1174                         break;
1175                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1176                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1177         }
1178
1179         /* Classify any remaining callbacks. */
1180         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1185  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1186  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1187  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1188  */
1189 static void
1190 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1191 {
1192         /* Did another grace period end? */
1193         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1194
1195                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1196                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1197
1198         } else {
1199
1200                 /* Advance callbacks. */
1201                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1202
1203                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1204                 rdp->completed = rnp->completed;
1205                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1206
1207                 /*
1208                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1209                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1210                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1211                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1212                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1213                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1214                  * states we found for the old GP are now invalid.
1215                  */
1216                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1217                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1218                         rdp->passed_quiesce = 0;
1219                 }
1220
1221                 /*
1222                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1223                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1224                  */
1225                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1226                         rdp->qs_pending = 0;
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1232  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1233  * belongs.
1234  */
1235 static void
1236 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1237 {
1238         unsigned long flags;
1239         struct rcu_node *rnp;
1240
1241         local_irq_save(flags);
1242         rnp = rdp->mynode;
1243         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1244             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1245                 local_irq_restore(flags);
1246                 return;
1247         }
1248         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1249         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1254  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1255  * this CPU.
1256  */
1257 static void
1258 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1259 {
1260         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1261         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1262
1263         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1264         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Initialize a new grace period.
1269  */
1270 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1271 {
1272         struct rcu_data *rdp;
1273         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1274
1275         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1276         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1277
1278         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1279                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1280                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1281                 return 0;
1282         }
1283
1284         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1285         rsp->gpnum++;
1286         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1287         record_gp_stall_check_time(rsp);
1288         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1289
1290         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1291         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1292
1293         /*
1294          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1295          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1296          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1297          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1298          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1299          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1300          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1301          * CPU-hotplug operations.
1302          *
1303          * The grace period cannot complete until the initialization
1304          * process finishes, because this kthread handles both.
1305          */
1306         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1307                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1308                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1309                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1310                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1311                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1312                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1313                 rnp->completed = rsp->completed;
1314                 if (rnp == rdp->mynode)
1315                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1316                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1317                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1318                                             rnp->level, rnp->grplo,
1319                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1320                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1321 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1322                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1323                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1324 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1325                 cond_resched();
1326         }
1327
1328         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1329         return 1;
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Do one round of quiescent-state forcing.
1334  */
1335 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1336 {
1337         int fqs_state = fqs_state_in;
1338         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1339
1340         rsp->n_force_qs++;
1341         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1342                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1343                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1344                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1345         } else {
1346                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1347                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1348         }
1349         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1350         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1351                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1352                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1353                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1354         }
1355         return fqs_state;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * Clean up after the old grace period.
1360  */
1361 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1362 {
1363         unsigned long gp_duration;
1364         struct rcu_data *rdp;
1365         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1366
1367         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1368         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1369         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1370                 rsp->gp_max = gp_duration;
1371
1372         /*
1373          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1374          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1375          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1376          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1377          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1378          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1379          */
1380         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1381
1382         /*
1383          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1384          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1385          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1386          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1387          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1388          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1389          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1390          */
1391         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1392                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1393                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1394                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1395                 cond_resched();
1396         }
1397         rnp = rcu_get_root(rsp);
1398         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1399
1400         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1401         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1402         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1403         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1404         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1405                 rsp->gp_flags = 1;
1406         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Body of kthread that handles grace periods.
1411  */
1412 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1413 {
1414         int fqs_state;
1415         unsigned long j;
1416         int ret;
1417         struct rcu_state *rsp = arg;
1418         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1419
1420         for (;;) {
1421
1422                 /* Handle grace-period start. */
1423                 for (;;) {
1424                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1425                                                  rsp->gp_flags &
1426                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1427                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1428                             rcu_gp_init(rsp))
1429                                 break;
1430                         cond_resched();
1431                         flush_signals(current);
1432                 }
1433
1434                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1435                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1436                 j = jiffies_till_first_fqs;
1437                 if (j > HZ) {
1438                         j = HZ;
1439                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1440                 }
1441                 for (;;) {
1442                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1443                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1444                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1445                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1446                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1447                                         j);
1448                         /* If grace period done, leave loop. */
1449                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1450                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1451                                 break;
1452                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1453                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1454                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1455                                 cond_resched();
1456                         } else {
1457                                 /* Deal with stray signal. */
1458                                 cond_resched();
1459                                 flush_signals(current);
1460                         }
1461                         j = jiffies_till_next_fqs;
1462                         if (j > HZ) {
1463                                 j = HZ;
1464                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1465                         } else if (j < 1) {
1466                                 j = 1;
1467                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1468                         }
1469                 }
1470
1471                 /* Handle grace-period end. */
1472                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1473         }
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1478  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1479  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1480  * be disabled.
1481  *
1482  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1483  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1484  * quiescent state.
1485  */
1486 static void
1487 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1488         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1489 {
1490         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1491         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1492
1493         if (!rsp->gp_kthread ||
1494             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1495                 /*
1496                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1497                  * task, this CPU does not need another grace period,
1498                  * or a grace period is already in progress.
1499                  * Either way, don't start a new grace period.
1500                  */
1501                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1502                 return;
1503         }
1504
1505         /*
1506          * Because there is no grace period in progress right now,
1507          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1508          * by the next grace period.  So this is a good place to
1509          * assign a grace period number to recently posted callbacks.
1510          */
1511         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1512
1513         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1514         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1515
1516         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1517         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1518         local_irq_restore(flags);
1519
1520         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1521         wake_up(&rsp->gp_wq);
1522 }
1523
1524 /*
1525  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1526  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1527  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1528  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1529  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1530  */
1531 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1532         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1533 {
1534         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1535         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1536         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1541  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1542  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1543  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1544  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1545  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1546  */
1547 static void
1548 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1549                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1550         __releases(rnp->lock)
1551 {
1552         struct rcu_node *rnp_c;
1553
1554         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1555         for (;;) {
1556                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1557
1558                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1559                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1560                         return;
1561                 }
1562                 rnp->qsmask &= ~mask;
1563                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1564                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1565                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1566                                                  !!rnp->gp_tasks);
1567                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1568
1569                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1570                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1571                         return;
1572                 }
1573                 mask = rnp->grpmask;
1574                 if (rnp->parent == NULL) {
1575
1576                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1577
1578                         break;
1579                 }
1580                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1581                 rnp_c = rnp;
1582                 rnp = rnp->parent;
1583                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1584                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1585         }
1586
1587         /*
1588          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1589          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1590          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1591          */
1592         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1593 }
1594
1595 /*
1596  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1597  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1598  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1599  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1600  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1601  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1602  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1603  */
1604 static void
1605 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1606 {
1607         unsigned long flags;
1608         unsigned long mask;
1609         struct rcu_node *rnp;
1610
1611         rnp = rdp->mynode;
1612         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1613         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1614             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1615
1616                 /*
1617                  * The grace period in which this quiescent state was
1618                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1619                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1620                  * within the current grace period.
1621                  */
1622                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1623                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1624                 return;
1625         }
1626         mask = rdp->grpmask;
1627         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1628                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1629         } else {
1630                 rdp->qs_pending = 0;
1631
1632                 /*
1633                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1634                  * callbacks can be processed during the next GP.
1635                  */
1636                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1637
1638                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1639         }
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1644  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1645  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1646  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1647  */
1648 static void
1649 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1650 {
1651         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1652         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1653                 return;
1654
1655         /*
1656          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1657          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1658          */
1659         if (!rdp->qs_pending)
1660                 return;
1661
1662         /*
1663          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1664          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1665          */
1666         if (!rdp->passed_quiesce)
1667                 return;
1668
1669         /*
1670          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1671          * judge of that).
1672          */
1673         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1674 }
1675
1676 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1677
1678 /*
1679  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1680  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1681  * ->orphan_lock.
1682  */
1683 static void
1684 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1685                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1686 {
1687         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1688         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1689                 return;
1690
1691         /*
1692          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1693          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1694          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1695          */
1696         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1697                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1698                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1699                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1700                 rdp->qlen_lazy = 0;
1701                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1702         }
1703
1704         /*
1705          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1706          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1707          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1708          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1709          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1710          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1711          * we just reset the whole thing later on.
1712          */
1713         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1714                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1715                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1716                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1717         }
1718
1719         /*
1720          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1721          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1722          * required to pass though another grace period: They are done.
1723          */
1724         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1725                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1726                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1727         }
1728
1729         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1730         init_callback_list(rdp);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1735  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1736  */
1737 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1738 {
1739         int i;
1740         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1741
1742         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1743         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1744                 return;
1745
1746         /* Do the accounting first. */
1747         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1748         rdp->qlen += rsp->qlen;
1749         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1750         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1751                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1752         rsp->qlen_lazy = 0;
1753         rsp->qlen = 0;
1754
1755         /*
1756          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1757          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1758          * we are the task doing the rcu_barrier().
1759          */
1760
1761         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1762         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1763                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1764                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1765                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1766                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1767                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1768                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1769                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1770         }
1771
1772         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1773         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1774                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1775                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1776                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1777                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1778         }
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1783  */
1784 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1785 {
1786         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1787         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1788         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1789
1790         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1791         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1792                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1793                                "cpuofl");
1794 }
1795
1796 /*
1797  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1798  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1799  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1800  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1801  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1802  */
1803 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1804 {
1805         unsigned long flags;
1806         unsigned long mask;
1807         int need_report = 0;
1808         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1809         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1810
1811         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1812         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1813
1814         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1815
1816         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1817         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1818         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1819
1820         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1821         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1822         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1823
1824         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1825         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1826         do {
1827                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1828                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1829                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1830                         if (rnp != rdp->mynode)
1831                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1832                         break;
1833                 }
1834                 if (rnp == rdp->mynode)
1835                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1836                 else
1837                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1838                 mask = rnp->grpmask;
1839                 rnp = rnp->parent;
1840         } while (rnp != NULL);
1841
1842         /*
1843          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1844          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1845          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1846          * held leads to deadlock.
1847          */
1848         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1849         rnp = rdp->mynode;
1850         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1851                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1852         else
1853                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1854         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1855                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1856         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1857                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1858                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1859         init_callback_list(rdp);
1860         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1861         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1862         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1863 }
1864
1865 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1866
1867 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1868 {
1869 }
1870
1871 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1872 {
1873 }
1874
1875 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1876
1877 /*
1878  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1879  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1880  */
1881 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1882 {
1883         unsigned long flags;
1884         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1885         long bl, count, count_lazy;
1886         int i;
1887
1888         /* If no callbacks are ready, just return. */
1889         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1890                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1891                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1892                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1893                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1894                 return;
1895         }
1896
1897         /*
1898          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1899          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1900          */
1901         local_irq_save(flags);
1902         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1903         bl = rdp->blimit;
1904         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1905         list = rdp->nxtlist;
1906         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1907         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1908         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1909         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1910                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1911                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1912         local_irq_restore(flags);
1913
1914         /* Invoke callbacks. */
1915         count = count_lazy = 0;
1916         while (list) {
1917                 next = list->next;
1918                 prefetch(next);
1919                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1920                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1921                         count_lazy++;
1922                 list = next;
1923                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1924                 if (++count >= bl &&
1925                     (need_resched() ||
1926                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1927                         break;
1928         }
1929
1930         local_irq_save(flags);
1931         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1932                             is_idle_task(current),
1933                             rcu_is_callbacks_kthread());
1934
1935         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1936         if (list != NULL) {
1937                 *tail = rdp->nxtlist;
1938                 rdp->nxtlist = list;
1939                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1940                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1941                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1942                         else
1943                                 break;
1944         }
1945         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1946         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1947         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1948         rdp->n_cbs_invoked += count;
1949
1950         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1951         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1952                 rdp->blimit = blimit;
1953
1954         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1955         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1956                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1957                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1958         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1959                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1960         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1961
1962         local_irq_restore(flags);
1963
1964         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1965         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1966                 invoke_rcu_core();
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1971  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1972  * Also schedule RCU core processing.
1973  *
1974  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1975  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1976  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1977  */
1978 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1979 {
1980         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1981         increment_cpu_stall_ticks();
1982         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1983
1984                 /*
1985                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1986                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1987                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1988                  * a quiescent state, so note it.
1989                  *
1990                  * No memory barrier is required here because both
1991                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1992                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1993                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1994                  */
1995
1996                 rcu_sched_qs(cpu);
1997                 rcu_bh_qs(cpu);
1998
1999         } else if (!in_softirq()) {
2000
2001                 /*
2002                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2003                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2004                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2005                  * critical section, so note it.
2006                  */
2007
2008                 rcu_bh_qs(cpu);
2009         }
2010         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2011         if (rcu_pending(cpu))
2012                 invoke_rcu_core();
2013         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2018  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2019  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2020  *
2021  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2022  */
2023 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2024 {
2025         unsigned long bit;
2026         int cpu;
2027         unsigned long flags;
2028         unsigned long mask;
2029         struct rcu_node *rnp;
2030
2031         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2032                 cond_resched();
2033                 mask = 0;
2034                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2035                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2036                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2037                         return;
2038                 }
2039                 if (rnp->qsmask == 0) {
2040                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2041                         continue;
2042                 }
2043                 cpu = rnp->grplo;
2044                 bit = 1;
2045                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2046                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2047                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2048                                 mask |= bit;
2049                 }
2050                 if (mask != 0) {
2051
2052                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2053                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2054                         continue;
2055                 }
2056                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2057         }
2058         rnp = rcu_get_root(rsp);
2059         if (rnp->qsmask == 0) {
2060                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2061                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2062         }
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2067  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2068  */
2069 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2070 {
2071         unsigned long flags;
2072         bool ret;
2073         struct rcu_node *rnp;
2074         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2075
2076         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2077         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2078         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2079                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2080                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2081                 if (rnp_old != NULL)
2082                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2083                 if (ret) {
2084                         rsp->n_force_qs_lh++;
2085                         return;
2086                 }
2087                 rnp_old = rnp;
2088         }
2089         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2090
2091         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2092         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2093         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2094         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2095                 rsp->n_force_qs_lh++;
2096                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2097                 return;  /* Someone beat us to it. */
2098         }
2099         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2100         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2101         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2102 }
2103
2104 /*
2105  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2106  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2107  * whom the rdp belongs.
2108  */
2109 static void
2110 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2111 {
2112         unsigned long flags;
2113         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2114
2115         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2116
2117         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2118         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2119
2120         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2121         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2122
2123         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2124         local_irq_save(flags);
2125         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2126                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2127                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2128         } else {
2129                 local_irq_restore(flags);
2130         }
2131
2132         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2133         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2134                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Do RCU core processing for the current CPU.
2139  */
2140 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2141 {
2142         struct rcu_state *rsp;
2143
2144         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2145                 return;
2146         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2147         for_each_rcu_flavor(rsp)
2148                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2149         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2154  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2155  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2156  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2157  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2158  */
2159 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2160 {
2161         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2162                 return;
2163         if (likely(!rsp->boost)) {
2164                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2165                 return;
2166         }
2167         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2168 }
2169
2170 static void invoke_rcu_core(void)
2171 {
2172         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2177  */
2178 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2179                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2180 {
2181         /*
2182          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2183          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2184          */
2185         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2186                 invoke_rcu_core();
2187
2188         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2189         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2190                 return;
2191
2192         /*
2193          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2194          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2195          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2196          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2197          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2198          */
2199         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2200
2201                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2202                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2203                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2204
2205                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2206                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2207                         unsigned long nestflag;
2208                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2209
2210                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2211                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2212                 } else {
2213                         /* Give the grace period a kick. */
2214                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2215                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2216                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2217                                 force_quiescent_state(rsp);
2218                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2219                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2220                 }
2221         }
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2226  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2227  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2228  * is expected to specify a CPU.
2229  */
2230 static void
2231 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2232            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2233 {
2234         unsigned long flags;
2235         struct rcu_data *rdp;
2236
2237         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2238         debug_rcu_head_queue(head);
2239         head->func = func;
2240         head->next = NULL;
2241
2242         /*
2243          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2244          * Note that we might see a beginning right after we see an
2245          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2246          * a quiescent state betweentimes.
2247          */
2248         local_irq_save(flags);
2249         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2250
2251         /* Add the callback to our list. */
2252         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2253                 int offline;
2254
2255                 if (cpu != -1)
2256                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2257                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2258                 WARN_ON_ONCE(offline);
2259                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2260                 local_irq_restore(flags);
2261                 return;
2262         }
2263         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2264         if (lazy)
2265                 rdp->qlen_lazy++;
2266         else
2267                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2268         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2269         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2270         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2271
2272         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2273                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2274                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2275         else
2276                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2277
2278         /* Go handle any RCU core processing required. */
2279         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2280         local_irq_restore(flags);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2285  */
2286 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2287 {
2288         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2289 }
2290 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2291
2292 /*
2293  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2294  */
2295 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2296 {
2297         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2298 }
2299 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2300
2301 /*
2302  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2303  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2304  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2305  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2306  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2307  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2308  * some overhead: RCU still operates correctly.
2309  */
2310 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2311 {
2312         int ret;
2313
2314         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2315         preempt_disable();
2316         ret = num_online_cpus() <= 1;
2317         preempt_enable();
2318         return ret;
2319 }
2320
2321 /**
2322  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2323  *
2324  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2325  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2326  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2327  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2328  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2329  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2330  * rcu_read_lock_sched().
2331  *
2332  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2333  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2334  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2335  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2336  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2337  *
2338  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2339  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2340  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2341  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2342  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2343  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2344  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2345  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2346  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2347  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2348  * that are executing in the kernel.
2349  *
2350  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2351  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2352  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2353  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2354  * again only if the system has more than one CPU).
2355  *
2356  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2357  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2358  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2359  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2360  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2361  */
2362 void synchronize_sched(void)
2363 {
2364         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2365                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2366                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2367                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2368         if (rcu_blocking_is_gp())
2369                 return;
2370         if (rcu_expedited)
2371                 synchronize_sched_expedited();
2372         else
2373                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2374 }
2375 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2376
2377 /**
2378  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2379  *
2380  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2381  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2382  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2383  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2384  * and may be nested.
2385  *
2386  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2387  * on memory ordering guarantees.
2388  */
2389 void synchronize_rcu_bh(void)
2390 {
2391         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2392                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2393                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2394                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2395         if (rcu_blocking_is_gp())
2396                 return;
2397         if (rcu_expedited)
2398                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2399         else
2400                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2401 }
2402 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2403
2404 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2405 {
2406         /*
2407          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2408          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2409          * time that it returns.
2410          *
2411          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2412          * above condition is already met when the control reaches
2413          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2414          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2415          * robustness against future implementation changes.
2416          */
2417         smp_mb(); /* See above comment block. */
2418         return 0;
2419 }
2420
2421 /**
2422  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2423  *
2424  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2425  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2426  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2427  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2428  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2429  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2430  * synchronize_sched() instead.
2431  *
2432  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2433  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2434  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2435  * these restriction will result in deadlock.
2436  *
2437  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2438  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2439  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2440  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2441  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2442  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2443  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2444  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2445  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2446  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2447  *
2448  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2449  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2450  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2451  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2452  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2453  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2454  * doing our work for us.
2455  *
2456  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2457  */
2458 void synchronize_sched_expedited(void)
2459 {
2460         long firstsnap, s, snap;
2461         int trycount = 0;
2462         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2463
2464         /*
2465          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2466          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2467          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2468          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2469          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2470          * course be required on a 64-bit system.
2471          */
2472         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2473                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2474                          ULONG_MAX / 8)) {
2475                 synchronize_sched();
2476                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2477                 return;
2478         }
2479
2480         /*
2481          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2482          * full memory barrier.
2483          */
2484         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2485         firstsnap = snap;
2486         get_online_cpus();
2487         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2488
2489         /*
2490          * Each pass through the following loop attempts to force a
2491          * context switch on each CPU.
2492          */
2493         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2494                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2495                              NULL) == -EAGAIN) {
2496                 put_online_cpus();
2497                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2498
2499                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2500                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2501                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2502                         /* ensure test happens before caller kfree */
2503                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2504                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2505                         return;
2506                 }
2507
2508                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2509                 if (trycount++ < 10) {
2510                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2511                 } else {
2512                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2513                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2514                         return;
2515                 }
2516
2517                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2518                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2519                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2520                         /* ensure test happens before caller kfree */
2521                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2522                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2523                         return;
2524                 }
2525
2526                 /*
2527                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2528                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2529                  * after they started, so our grace period works for them,
2530                  * and they started after our first try, so their grace
2531                  * period works for us.
2532                  */
2533                 get_online_cpus();
2534                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2535                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2536         }
2537         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2538
2539         /*
2540          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2541          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2542          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2543          * than we did already did their update.
2544          */
2545         do {
2546                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2547                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2548                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2549                         /* ensure test happens before caller kfree */
2550                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2551                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2552                         break;
2553                 }
2554         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2555         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2556
2557         put_online_cpus();
2558 }
2559 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2560
2561 /*
2562  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2563  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2564  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2565  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2566  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2567  */
2568 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2569 {
2570         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2571
2572         rdp->n_rcu_pending++;
2573
2574         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2575         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2576
2577         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2578         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2579             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2580                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2581         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2582                 rdp->n_rp_report_qs++;
2583                 return 1;
2584         }
2585
2586         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2587         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2588                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2589                 return 1;
2590         }
2591
2592         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2593         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2594                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2595                 return 1;
2596         }
2597
2598         /* Has another RCU grace period completed?  */
2599         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2600                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2601                 return 1;
2602         }
2603
2604         /* Has a new RCU grace period started? */
2605         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2606                 rdp->n_rp_gp_started++;
2607                 return 1;
2608         }
2609
2610         /* nothing to do */
2611         rdp->n_rp_need_nothing++;
2612         return 0;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2617  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2618  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2619  */
2620 static int rcu_pending(int cpu)
2621 {
2622         struct rcu_state *rsp;
2623
2624         for_each_rcu_flavor(rsp)
2625                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2626                         return 1;
2627         return 0;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2632  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2633  * 1 if so.
2634  */
2635 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2636 {
2637         struct rcu_state *rsp;
2638
2639         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2640         for_each_rcu_flavor(rsp)
2641                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2642                         return 1;
2643         return 0;
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2648  * the compiler is expected to optimize this away.
2649  */
2650 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2651                                int cpu, unsigned long done)
2652 {
2653         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2654                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2655 }
2656
2657 /*
2658  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2659  * up the task executing _rcu_barrier().
2660  */
2661 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2662 {
2663         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2664         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2665
2666         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2667                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2668                 complete(&rsp->barrier_completion);
2669         } else {
2670                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2671         }
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2676  */
2677 static void rcu_barrier_func(void *type)
2678 {
2679         struct rcu_state *rsp = type;
2680         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2681
2682         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2683         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2684         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2689  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2690  */
2691 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2692 {
2693         int cpu;
2694         struct rcu_data *rdp;
2695         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2696         unsigned long snap_done;
2697
2698         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2699
2700         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2701         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2702
2703         /*
2704          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2705          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2706          */
2707         smp_mb();  /* See above block comment. */
2708
2709         /*
2710          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2711          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2712          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2713          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2714          */
2715         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2716         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2717         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2718                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2719                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2720                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2721                 return;
2722         }
2723
2724         /*
2725          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2726          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2727          * the increment to precede the early-exit check.
2728          */
2729         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2730         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2731         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2732         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2733
2734         /*
2735          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2736          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2737          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2738          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2739          */
2740         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2741         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2742         get_online_cpus();
2743
2744         /*
2745          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2746          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2747          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2748          */
2749         for_each_possible_cpu(cpu) {
2750                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2751                         continue;
2752                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2753                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2754                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2755                                            rsp->n_barrier_done);
2756                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2757                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2758                                    rsp, cpu, 0);
2759                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2760                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2761                                            rsp->n_barrier_done);
2762                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2763                 } else {
2764                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2765                                            rsp->n_barrier_done);
2766                 }
2767         }
2768         put_online_cpus();
2769
2770         /*
2771          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2772          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2773          */
2774         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2775                 complete(&rsp->barrier_completion);
2776
2777         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2778         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2779         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2780         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2781         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2782         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2783
2784         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2785         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2786
2787         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2788         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2789 }
2790
2791 /**
2792  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2793  */
2794 void rcu_barrier_bh(void)
2795 {
2796         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2797 }
2798 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2799
2800 /**
2801  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2802  */
2803 void rcu_barrier_sched(void)
2804 {
2805         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2806 }
2807 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2808
2809 /*
2810  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2811  */
2812 static void __init
2813 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2814 {
2815         unsigned long flags;
2816         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2817         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2818
2819         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2820         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2821         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2822         init_callback_list(rdp);
2823         rdp->qlen_lazy = 0;
2824         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2825         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2826         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2827         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2828         rdp->cpu = cpu;
2829         rdp->rsp = rsp;
2830         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2831         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2832 }
2833
2834 /*
2835  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2836  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2837  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2838  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2839  */
2840 static void __cpuinit
2841 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2842 {
2843         unsigned long flags;
2844         unsigned long mask;
2845         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2846         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2847
2848         /* Exclude new grace periods. */
2849         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2850
2851         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2852         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2853         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2854         rdp->preemptible = preemptible;
2855         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2856         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2857         rdp->blimit = blimit;
2858         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2859         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2860         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2861                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2862         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2863         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2864
2865         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2866         rnp = rdp->mynode;
2867         mask = rdp->grpmask;
2868         do {
2869                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2870                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2871                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2872                 mask = rnp->grpmask;
2873                 if (rnp == rdp->mynode) {
2874                         /*
2875                          * If there is a grace period in progress, we will
2876                          * set up to wait for it next time we run the
2877                          * RCU core code.
2878                          */
2879                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2880                         rdp->completed = rnp->completed;
2881                         rdp->passed_quiesce = 0;
2882                         rdp->qs_pending = 0;
2883                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2884                 }
2885                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2886                 rnp = rnp->parent;
2887         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2888         local_irq_restore(flags);
2889
2890         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2891 }
2892
2893 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2894 {
2895         struct rcu_state *rsp;
2896
2897         for_each_rcu_flavor(rsp)
2898                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2899                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Handle CPU online/offline notification events.
2904  */
2905 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2906                                     unsigned long action, void *hcpu)
2907 {
2908         long cpu = (long)hcpu;
2909         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2910         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2911         struct rcu_state *rsp;
2912         int ret = NOTIFY_OK;
2913
2914         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2915         switch (action) {
2916         case CPU_UP_PREPARE:
2917         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2918                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2919                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2920                 break;
2921         case CPU_ONLINE:
2922         case CPU_DOWN_FAILED:
2923                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2924                 break;
2925         case CPU_DOWN_PREPARE:
2926                 if (nocb_cpu_expendable(cpu))
2927                         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2928                 else
2929                         ret = NOTIFY_BAD;
2930                 break;
2931         case CPU_DYING:
2932         case CPU_DYING_FROZEN:
2933                 /*
2934                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2935                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2936                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2937                  */
2938                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2939                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2940                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2941                 break;
2942         case CPU_DEAD:
2943         case CPU_DEAD_FROZEN:
2944         case CPU_UP_CANCELED:
2945         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2946                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2947                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2948                 break;
2949         default:
2950                 break;
2951         }
2952         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2953         return ret;
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2958  */
2959 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2960 {
2961         unsigned long flags;
2962         struct rcu_node *rnp;
2963         struct rcu_state *rsp;
2964         struct task_struct *t;
2965
2966         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2967                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2968                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2969                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2970                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2971                 rsp->gp_kthread = t;
2972                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2973                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2974         }
2975         return 0;
2976 }
2977 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2978
2979 /*
2980  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2981  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2982  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2983  * task is booting the system).  After this function is called, the
2984  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2985  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2986  */
2987 void rcu_scheduler_starting(void)
2988 {
2989         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2990         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2991         rcu_scheduler_active = 1;
2992 }
2993
2994 /*
2995  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2996  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2997  */
2998 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2999 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3000 {
3001         int i;
3002
3003         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3004                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3005         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3006 }
3007 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3008 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3009 {
3010         int ccur;
3011         int cprv;
3012         int i;
3013
3014         cprv = nr_cpu_ids;
3015         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3016                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3017                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3018                 cprv = ccur;
3019         }
3020 }
3021 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3022
3023 /*
3024  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3025  */
3026 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3027                 struct rcu_data __percpu *rda)
3028 {
3029         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3030                                "rcu_node_1",
3031                                "rcu_node_2",
3032                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3033         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3034                                "rcu_node_fqs_1",
3035                                "rcu_node_fqs_2",
3036                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3037         int cpustride = 1;
3038         int i;
3039         int j;
3040         struct rcu_node *rnp;
3041
3042         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3043
3044         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3045         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3046                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3047
3048         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3049
3050         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3051                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3052         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3053                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3054         rcu_init_levelspread(rsp);
3055
3056         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3057
3058         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3059                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3060                 rnp = rsp->level[i];
3061                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3062                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3063                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3064                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3065                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3066                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3067                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3068                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3069                         rnp->completed = rsp->completed;
3070                         rnp->qsmask = 0;
3071                         rnp->qsmaskinit = 0;
3072                         rnp->grplo = j * cpustride;
3073                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3074                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3075                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3076                         if (i == 0) {
3077                                 rnp->grpnum = 0;
3078                                 rnp->grpmask = 0;
3079                                 rnp->parent = NULL;
3080                         } else {
3081                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3082                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3083                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3084                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3085                         }
3086                         rnp->level = i;
3087                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3088                 }
3089         }
3090
3091         rsp->rda = rda;
3092         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3093         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3094         for_each_possible_cpu(i) {
3095                 while (i > rnp->grphi)
3096                         rnp++;
3097                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3098                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3099         }
3100         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3105  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3106  * the ->node array in the rcu_state structure.
3107  */
3108 static void __init rcu_init_geometry(void)
3109 {
3110         int i;
3111         int j;
3112         int n = nr_cpu_ids;
3113         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3114
3115         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3116         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3117             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3118                 return;
3119
3120         /*
3121          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3122          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3123          * some of the arithmetic easier.
3124          */
3125         rcu_capacity[0] = 1;
3126         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3127         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3128                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3129
3130         /*
3131          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3132          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3133          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3134          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3135          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3136          * compile-time values if these limits are exceeded.
3137          */
3138         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3139             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3140             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3141                 WARN_ON(1);
3142                 return;
3143         }
3144
3145         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3146         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3147                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3148                         for (j = 0; j <= i; j++)
3149                                 num_rcu_lvl[j] =
3150                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3151                         rcu_num_lvls = i;
3152                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3153                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3154                         break;
3155                 }
3156
3157         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3158         rcu_num_nodes = 0;
3159         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3160                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3161         rcu_num_nodes -= n;
3162 }
3163
3164 void __init rcu_init(void)
3165 {
3166         int cpu;
3167
3168         rcu_bootup_announce();
3169         rcu_init_geometry();
3170         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3171         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3172         __rcu_init_preempt();
3173         rcu_init_nocb();
3174          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3175
3176         /*
3177          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3178          * this is called early in boot, before either interrupts
3179          * or the scheduler are operational.
3180          */
3181         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3182         for_each_online_cpu(cpu)
3183                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3184 }
3185
3186 #include "rcutree_plugin.h"