rcu: Push lock release to rcu_start_gp()'s callers
[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, sabbr, 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         .abbr = sabbr, \
80 }
81
82 struct rcu_state rcu_sched_state =
83         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
84 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
85
86 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
88
89 static struct rcu_state *rcu_state;
90 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
91
92 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
93 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
94 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
95 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
96 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
97         NUM_RCU_LVL_0,
98         NUM_RCU_LVL_1,
99         NUM_RCU_LVL_2,
100         NUM_RCU_LVL_3,
101         NUM_RCU_LVL_4,
102 };
103 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
104
105 /*
106  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
107  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
108  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
109  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
110  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
111  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
112  * positives from lockdep-RCU error checking.
113  */
114 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
119  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
120  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
121  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
122  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
123  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
124  *
125  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
126  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
127  * a time.
128  */
129 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
130
131 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
132
133 /*
134  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
135  * handle all flavors of RCU.
136  */
137 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
139 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
140 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
141
142 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
143
144 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
145 static void invoke_rcu_core(void);
146 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
147
148 /*
149  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
150  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
151  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
152  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
153  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
154  * These variables enable correlating rcutorture output with the
155  * RCU tracing information.
156  */
157 unsigned long rcutorture_testseq;
158 unsigned long rcutorture_vernum;
159
160 /*
161  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
162  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
163  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
164  */
165 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
166 {
167         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
168 }
169
170 /*
171  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
172  * how many quiescent states passed, just if there was at least
173  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
174  * The caller must have disabled preemption.
175  */
176 void rcu_sched_qs(int cpu)
177 {
178         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
179
180         if (rdp->passed_quiesce == 0)
181                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
182         rdp->passed_quiesce = 1;
183 }
184
185 void rcu_bh_qs(int cpu)
186 {
187         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
188
189         if (rdp->passed_quiesce == 0)
190                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
191         rdp->passed_quiesce = 1;
192 }
193
194 /*
195  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
196  * and requires special handling for preemptible RCU.
197  * The caller must have disabled preemption.
198  */
199 void rcu_note_context_switch(int cpu)
200 {
201         trace_rcu_utilization("Start context switch");
202         rcu_sched_qs(cpu);
203         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
204         trace_rcu_utilization("End context switch");
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
207
208 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
209         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
210         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
211 };
212
213 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
214 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
215 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
216
217 module_param(blimit, long, 0444);
218 module_param(qhimark, long, 0444);
219 module_param(qlowmark, long, 0444);
220
221 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
223
224 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
225 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
226
227 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
228 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
229 static int rcu_pending(int cpu);
230
231 /*
232  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
233  */
234 long rcu_batches_completed_sched(void)
235 {
236         return rcu_sched_state.completed;
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
239
240 /*
241  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
242  */
243 long rcu_batches_completed_bh(void)
244 {
245         return rcu_bh_state.completed;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
248
249 /*
250  * Force a quiescent state for RCU BH.
251  */
252 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
253 {
254         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
257
258 /*
259  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
260  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
261  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
262  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
263  * store this state in rcutorture itself.
264  */
265 void rcutorture_record_test_transition(void)
266 {
267         rcutorture_testseq++;
268         rcutorture_vernum = 0;
269 }
270 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
271
272 /*
273  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
274  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
275  * messages.
276  */
277 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
278 {
279         rcutorture_vernum++;
280 }
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
282
283 /*
284  * Force a quiescent state for RCU-sched.
285  */
286 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
287 {
288         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
289 }
290 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
291
292 /*
293  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
294  */
295 static int
296 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
297 {
298         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
299                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
300 }
301
302 /*
303  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
304  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
305  * normal callback registry.
306  */
307 static int
308 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
309 {
310         int i;
311
312         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
313                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
314         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
315                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
316         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
317                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
318         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
319                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
320         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
321                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
322                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
323                                  rdp->nxtcompleted[i]))
324                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
325         return 0; /* No grace period needed. */
326 }
327
328 /*
329  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
330  */
331 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
332 {
333         return &rsp->node[0];
334 }
335
336 /*
337  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
338  *
339  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
340  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
341  * The caller must have disabled interrupts.
342  */
343 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
344                                 bool user)
345 {
346         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
347         if (!user && !is_idle_task(current)) {
348                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
349
350                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
351                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
352                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
353                           current->pid, current->comm,
354                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
355         }
356         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
357         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
358         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
359         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
360         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
361         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
362
363         /*
364          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
365          * in an RCU read-side critical section.
366          */
367         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
368                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
369         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
370                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
371         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
372                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
373 }
374
375 /*
376  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
377  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
378  */
379 static void rcu_eqs_enter(bool user)
380 {
381         long long oldval;
382         struct rcu_dynticks *rdtp;
383
384         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
385         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
386         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
387         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
388                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
389         else
390                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
391         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
392 }
393
394 /**
395  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
396  *
397  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
398  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
399  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
400  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
401  *
402  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
403  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
404  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
405  */
406 void rcu_idle_enter(void)
407 {
408         unsigned long flags;
409
410         local_irq_save(flags);
411         rcu_eqs_enter(false);
412         local_irq_restore(flags);
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
415
416 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
417 /**
418  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
419  *
420  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
421  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
422  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
423  * when the CPU runs in userspace.
424  */
425 void rcu_user_enter(void)
426 {
427         rcu_eqs_enter(1);
428 }
429
430 /**
431  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
432  * after the current irq returns.
433  *
434  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
435  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
436  * returns.
437  */
438 void rcu_user_enter_after_irq(void)
439 {
440         unsigned long flags;
441         struct rcu_dynticks *rdtp;
442
443         local_irq_save(flags);
444         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
445         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
446         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
447         rdtp->dynticks_nesting = 1;
448         local_irq_restore(flags);
449 }
450 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
451
452 /**
453  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
454  *
455  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
456  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
457  * sections can occur.
458  *
459  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
460  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
461  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
462  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
463  *
464  * Use things like work queues to work around this limitation.
465  *
466  * You have been warned.
467  */
468 void rcu_irq_exit(void)
469 {
470         unsigned long flags;
471         long long oldval;
472         struct rcu_dynticks *rdtp;
473
474         local_irq_save(flags);
475         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
476         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
477         rdtp->dynticks_nesting--;
478         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
479         if (rdtp->dynticks_nesting)
480                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
481         else
482                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
483         local_irq_restore(flags);
484 }
485
486 /*
487  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
488  *
489  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
490  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
491  * The caller must have disabled interrupts.
492  */
493 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
494                                int user)
495 {
496         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
497         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
498         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
499         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
500         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
501         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
502         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
503         if (!user && !is_idle_task(current)) {
504                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
505
506                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
507                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
508                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
509                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
510                           current->pid, current->comm,
511                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
512         }
513 }
514
515 /*
516  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
517  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
518  */
519 static void rcu_eqs_exit(bool user)
520 {
521         struct rcu_dynticks *rdtp;
522         long long oldval;
523
524         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
525         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
526         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
527         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
528                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
529         else
530                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
531         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
532 }
533
534 /**
535  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
536  *
537  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
538  * read-side critical sections can occur.
539  *
540  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
541  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
542  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
543  * now starting.
544  */
545 void rcu_idle_exit(void)
546 {
547         unsigned long flags;
548
549         local_irq_save(flags);
550         rcu_eqs_exit(false);
551         local_irq_restore(flags);
552 }
553 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
554
555 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
556 /**
557  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
558  *
559  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
560  * run a RCU read side critical section anytime.
561  */
562 void rcu_user_exit(void)
563 {
564         rcu_eqs_exit(1);
565 }
566
567 /**
568  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
569  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
570  *
571  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
572  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
573  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
574  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
575  */
576 void rcu_user_exit_after_irq(void)
577 {
578         unsigned long flags;
579         struct rcu_dynticks *rdtp;
580
581         local_irq_save(flags);
582         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
583         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
584         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
585         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
586         local_irq_restore(flags);
587 }
588 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
589
590 /**
591  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
592  *
593  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
594  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
595  * sections can occur.
596  *
597  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
598  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
599  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
600  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
601  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
602  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
603  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
604  *
605  * Use things like work queues to work around this limitation.
606  *
607  * You have been warned.
608  */
609 void rcu_irq_enter(void)
610 {
611         unsigned long flags;
612         struct rcu_dynticks *rdtp;
613         long long oldval;
614
615         local_irq_save(flags);
616         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
617         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
618         rdtp->dynticks_nesting++;
619         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
620         if (oldval)
621                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
622         else
623                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
624         local_irq_restore(flags);
625 }
626
627 /**
628  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
629  *
630  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
631  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
632  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
633  */
634 void rcu_nmi_enter(void)
635 {
636         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
637
638         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
639             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
640                 return;
641         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
642         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
643         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
644         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
645         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
646         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
647 }
648
649 /**
650  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
651  *
652  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
653  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
654  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
655  */
656 void rcu_nmi_exit(void)
657 {
658         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
659
660         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
661             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
662                 return;
663         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
664         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
665         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
666         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
667         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
668 }
669
670 /**
671  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
672  *
673  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
674  * or NMI handler, return true.
675  */
676 int rcu_is_cpu_idle(void)
677 {
678         int ret;
679
680         preempt_disable();
681         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
682         preempt_enable();
683         return ret;
684 }
685 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
686
687 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
688
689 /*
690  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
691  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
692  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
693  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
694  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
695  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
696  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
697  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
698  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
699  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
700  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
701  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
702  * notifiers.
703  *
704  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
705  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
706  *
707  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
708  * errors from NMI handlers anyway.
709  */
710 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
711 {
712         struct rcu_data *rdp;
713         struct rcu_node *rnp;
714         bool ret;
715
716         if (in_nmi())
717                 return 1;
718         preempt_disable();
719         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
720         rnp = rdp->mynode;
721         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
722               !rcu_scheduler_fully_active;
723         preempt_enable();
724         return ret;
725 }
726 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
727
728 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
729
730 /**
731  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
732  *
733  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
734  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
735  * disabled preemption.
736  */
737 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
738 {
739         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
740 }
741
742 /*
743  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
744  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
745  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
746  */
747 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
748 {
749         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
750         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
751 }
752
753 /*
754  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
755  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
756  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
757  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
758  */
759 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
760 {
761         unsigned int curr;
762         unsigned int snap;
763
764         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
765         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
766
767         /*
768          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
769          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
770          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
771          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
772          * read-side critical section that started before the beginning
773          * of the current RCU grace period.
774          */
775         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
776                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
777                 rdp->dynticks_fqs++;
778                 return 1;
779         }
780
781         /*
782          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
783          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
784          * state: If we see it offline even once, it has been through a
785          * quiescent state.
786          *
787          * The reason for insisting that the grace period be at least
788          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
789          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
790          * sections.
791          */
792         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
793                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
794         barrier();
795         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
796                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
797                 rdp->offline_fqs++;
798                 return 1;
799         }
800         return 0;
801 }
802
803 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
804 {
805         rsp->gp_start = jiffies;
806         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
807 }
808
809 /*
810  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
811  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
812  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
813  * printed by the target CPU.
814  */
815 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
816 {
817         int cpu;
818         unsigned long flags;
819         struct rcu_node *rnp;
820
821         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
822                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
823                 if (rnp->qsmask != 0) {
824                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
825                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
826                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
827                 }
828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
829         }
830 }
831
832 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
833 {
834         int cpu;
835         long delta;
836         unsigned long flags;
837         int ndetected = 0;
838         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
839         long totqlen = 0;
840
841         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
842
843         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
844         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
845         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
846                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
847                 return;
848         }
849         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
850         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
851
852         /*
853          * OK, time to rat on our buddy...
854          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
855          * RCU CPU stall warnings.
856          */
857         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
858                rsp->name);
859         print_cpu_stall_info_begin();
860         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
861                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
862                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
863                 if (rnp->qsmask != 0) {
864                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
865                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
866                                         print_cpu_stall_info(rsp,
867                                                              rnp->grplo + cpu);
868                                         ndetected++;
869                                 }
870                 }
871                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
872         }
873
874         /*
875          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
876          * due to CPU offlining.
877          */
878         rnp = rcu_get_root(rsp);
879         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
880         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
881         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
882
883         print_cpu_stall_info_end();
884         for_each_possible_cpu(cpu)
885                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
886         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
887                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
888                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
889         if (ndetected == 0)
890                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
891         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
892                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
893
894         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
895
896         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
897
898         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
899 }
900
901 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
902 {
903         int cpu;
904         unsigned long flags;
905         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
906         long totqlen = 0;
907
908         /*
909          * OK, time to rat on ourselves...
910          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
911          * RCU CPU stall warnings.
912          */
913         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
914         print_cpu_stall_info_begin();
915         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
916         print_cpu_stall_info_end();
917         for_each_possible_cpu(cpu)
918                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
919         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
920                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
921         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
922                 dump_stack();
923
924         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
925         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
926                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
927                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
928         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
929
930         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
931 }
932
933 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
934 {
935         unsigned long j;
936         unsigned long js;
937         struct rcu_node *rnp;
938
939         if (rcu_cpu_stall_suppress)
940                 return;
941         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
942         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
943         rnp = rdp->mynode;
944         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
945             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
946
947                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
948                 print_cpu_stall(rsp);
949
950         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
951                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
952
953                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
954                 print_other_cpu_stall(rsp);
955         }
956 }
957
958 /**
959  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
960  *
961  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
962  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
963  * RCU grace periods.
964  *
965  * The caller must disable hard irqs.
966  */
967 void rcu_cpu_stall_reset(void)
968 {
969         struct rcu_state *rsp;
970
971         for_each_rcu_flavor(rsp)
972                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
973 }
974
975 /*
976  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
977  * This is used both when we started the grace period and when we notice
978  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
979  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
980  *  and must have irqs disabled.
981  */
982 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
983 {
984         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
985                 /*
986                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
987                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
988                  * go looking for one.
989                  */
990                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
991                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
992                 rdp->passed_quiesce = 0;
993                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
994                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
995         }
996 }
997
998 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
999 {
1000         unsigned long flags;
1001         struct rcu_node *rnp;
1002
1003         local_irq_save(flags);
1004         rnp = rdp->mynode;
1005         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1006             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1007                 local_irq_restore(flags);
1008                 return;
1009         }
1010         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1011         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1016  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1017  * on the CPU corresponding to rdp.
1018  */
1019 static int
1020 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1021 {
1022         unsigned long flags;
1023         int ret = 0;
1024
1025         local_irq_save(flags);
1026         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1027                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1028                 ret = 1;
1029         }
1030         local_irq_restore(flags);
1031         return ret;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1036  */
1037 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1038 {
1039         int i;
1040
1041         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1042                 return;
1043         rdp->nxtlist = NULL;
1044         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1045                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1050  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1051  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1052  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1053  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1054  *
1055  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1056  */
1057 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1058                                        struct rcu_node *rnp)
1059 {
1060         /*
1061          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1062          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1063          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1064          * period might have started, but just not yet gotten around
1065          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1066          */
1067         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1068                 return rnp->completed + 1;
1069
1070         /*
1071          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1072          * then the subsequent full grace period.
1073          */
1074         return rnp->completed + 2;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1079  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1080  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1081  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1082  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1083  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1084  * not hurt to call it repeatedly.
1085  *
1086  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1087  */
1088 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1089                                struct rcu_data *rdp)
1090 {
1091         unsigned long c;
1092         int i;
1093
1094         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1095         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1096                 return;
1097
1098         /*
1099          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1100          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1101          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1102          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1103          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1104          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1105          *
1106          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1107          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1108          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1109          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1110          * been assigned a ->completed number.
1111          */
1112         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1113         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1114                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1115                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1116                         break;
1117
1118         /*
1119          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1120          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1121          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1122          * be grouped into.
1123          */
1124         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1125                 return;
1126
1127         /*
1128          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1129          * full grace period and group them all in the sublist initially
1130          * indexed by "i".
1131          */
1132         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1133                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1134                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1135         }
1136
1137         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1138         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1139                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1140         else
1141                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1146  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1147  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1148  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1149  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1150  *
1151  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1152  */
1153 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1154                             struct rcu_data *rdp)
1155 {
1156         int i, j;
1157
1158         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1159         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1160                 return;
1161
1162         /*
1163          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1164          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1165          */
1166         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1167                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1168                         break;
1169                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1170         }
1171         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1172         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1173                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1174
1175         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1176         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1177                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1178                         break;
1179                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1180                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1181         }
1182
1183         /* Classify any remaining callbacks. */
1184         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1189  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1190  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1191  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1192  */
1193 static void
1194 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1195 {
1196         /* Did another grace period end? */
1197         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1198
1199                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1200                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1201
1202         } else {
1203
1204                 /* Advance callbacks. */
1205                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1206
1207                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1208                 rdp->completed = rnp->completed;
1209                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1210
1211                 /*
1212                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1213                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1214                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1215                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1216                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1217                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1218                  * states we found for the old GP are now invalid.
1219                  */
1220                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1221                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1222                         rdp->passed_quiesce = 0;
1223                 }
1224
1225                 /*
1226                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1227                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1228                  */
1229                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1230                         rdp->qs_pending = 0;
1231         }
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1236  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1237  * belongs.
1238  */
1239 static void
1240 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1241 {
1242         unsigned long flags;
1243         struct rcu_node *rnp;
1244
1245         local_irq_save(flags);
1246         rnp = rdp->mynode;
1247         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1248             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1249                 local_irq_restore(flags);
1250                 return;
1251         }
1252         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1253         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1258  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1259  * this CPU.
1260  */
1261 static void
1262 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1263 {
1264         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1265         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1266
1267         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1268         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Initialize a new grace period.
1273  */
1274 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1275 {
1276         struct rcu_data *rdp;
1277         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1278
1279         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1280         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1281
1282         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1283                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1284                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1285                 return 0;
1286         }
1287
1288         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1289         rsp->gpnum++;
1290         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1291         record_gp_stall_check_time(rsp);
1292         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1293
1294         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1295         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1296
1297         /*
1298          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1299          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1300          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1301          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1302          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1303          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1304          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1305          * CPU-hotplug operations.
1306          *
1307          * The grace period cannot complete until the initialization
1308          * process finishes, because this kthread handles both.
1309          */
1310         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1311                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1312                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1313                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1314                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1315                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1316                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1317                 rnp->completed = rsp->completed;
1318                 if (rnp == rdp->mynode)
1319                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1320                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1321                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1322                                             rnp->level, rnp->grplo,
1323                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1324                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1325 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1326                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1327                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1328 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1329                 cond_resched();
1330         }
1331
1332         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1333         return 1;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Do one round of quiescent-state forcing.
1338  */
1339 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1340 {
1341         int fqs_state = fqs_state_in;
1342         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1343
1344         rsp->n_force_qs++;
1345         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1346                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1347                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1348                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1349         } else {
1350                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1351                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1352         }
1353         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1354         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1355                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1356                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1357                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1358         }
1359         return fqs_state;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Clean up after the old grace period.
1364  */
1365 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1366 {
1367         unsigned long gp_duration;
1368         int nocb = 0;
1369         struct rcu_data *rdp;
1370         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1371
1372         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1373         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1374         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1375                 rsp->gp_max = gp_duration;
1376
1377         /*
1378          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1379          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1380          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1381          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1382          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1383          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1384          */
1385         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1386
1387         /*
1388          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1389          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1390          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1391          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1392          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1393          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1394          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1395          */
1396         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1397                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1398                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1399                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1400                 if (rnp == rdp->mynode)
1401                         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1402                 nocb += rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1403                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1404                 cond_resched();
1405         }
1406         rnp = rcu_get_root(rsp);
1407         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1408         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1409
1410         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1411         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1412         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1413         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1414         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);  /* Reduce false positives below. */
1415         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1416                 rsp->gp_flags = 1;
1417         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Body of kthread that handles grace periods.
1422  */
1423 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1424 {
1425         int fqs_state;
1426         unsigned long j;
1427         int ret;
1428         struct rcu_state *rsp = arg;
1429         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1430
1431         for (;;) {
1432
1433                 /* Handle grace-period start. */
1434                 for (;;) {
1435                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1436                                                  rsp->gp_flags &
1437                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1438                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1439                             rcu_gp_init(rsp))
1440                                 break;
1441                         cond_resched();
1442                         flush_signals(current);
1443                 }
1444
1445                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1446                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1447                 j = jiffies_till_first_fqs;
1448                 if (j > HZ) {
1449                         j = HZ;
1450                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1451                 }
1452                 for (;;) {
1453                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1454                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1455                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1456                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1457                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1458                                         j);
1459                         /* If grace period done, leave loop. */
1460                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1461                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1462                                 break;
1463                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1464                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1465                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1466                                 cond_resched();
1467                         } else {
1468                                 /* Deal with stray signal. */
1469                                 cond_resched();
1470                                 flush_signals(current);
1471                         }
1472                         j = jiffies_till_next_fqs;
1473                         if (j > HZ) {
1474                                 j = HZ;
1475                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1476                         } else if (j < 1) {
1477                                 j = 1;
1478                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1479                         }
1480                 }
1481
1482                 /* Handle grace-period end. */
1483                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1484         }
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1489  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1490  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1491  *
1492  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1493  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1494  * quiescent state.
1495  */
1496 static void
1497 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1498 {
1499         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1500         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1501
1502         /*
1503          * If there is no grace period in progress right now, any
1504          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1505          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1506          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1507          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks!
1508          */
1509         rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1510
1511         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1512                 /*
1513                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1514                  * task, this CPU does not need another grace period,
1515                  * or a grace period is already in progress.
1516                  * Either way, don't start a new grace period.
1517                  */
1518                 return;
1519         }
1520         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1521
1522         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1523         __rcu_process_gp_end(rsp, rdp->mynode, rdp);
1524
1525         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1526         wake_up(&rsp->gp_wq);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1531  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1532  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1533  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1534  * is released before return.
1535  */
1536 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1537         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1538 {
1539         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1540         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1541         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1546  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1547  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1548  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1549  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1550  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1551  */
1552 static void
1553 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1554                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1555         __releases(rnp->lock)
1556 {
1557         struct rcu_node *rnp_c;
1558
1559         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1560         for (;;) {
1561                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1562
1563                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1564                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1565                         return;
1566                 }
1567                 rnp->qsmask &= ~mask;
1568                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1569                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1570                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1571                                                  !!rnp->gp_tasks);
1572                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1573
1574                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1575                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1576                         return;
1577                 }
1578                 mask = rnp->grpmask;
1579                 if (rnp->parent == NULL) {
1580
1581                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1582
1583                         break;
1584                 }
1585                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1586                 rnp_c = rnp;
1587                 rnp = rnp->parent;
1588                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1589                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1590         }
1591
1592         /*
1593          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1594          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1595          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1596          */
1597         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1602  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1603  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1604  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1605  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1606  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1607  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1608  */
1609 static void
1610 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1611 {
1612         unsigned long flags;
1613         unsigned long mask;
1614         struct rcu_node *rnp;
1615
1616         rnp = rdp->mynode;
1617         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1618         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1619             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1620
1621                 /*
1622                  * The grace period in which this quiescent state was
1623                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1624                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1625                  * within the current grace period.
1626                  */
1627                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1628                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1629                 return;
1630         }
1631         mask = rdp->grpmask;
1632         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1633                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1634         } else {
1635                 rdp->qs_pending = 0;
1636
1637                 /*
1638                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1639                  * callbacks can be processed during the next GP.
1640                  */
1641                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1642
1643                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1644         }
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1649  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1650  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1651  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1652  */
1653 static void
1654 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1655 {
1656         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1657         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1658                 return;
1659
1660         /*
1661          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1662          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1663          */
1664         if (!rdp->qs_pending)
1665                 return;
1666
1667         /*
1668          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1669          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1670          */
1671         if (!rdp->passed_quiesce)
1672                 return;
1673
1674         /*
1675          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1676          * judge of that).
1677          */
1678         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1679 }
1680
1681 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1682
1683 /*
1684  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1685  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1686  * ->orphan_lock.
1687  */
1688 static void
1689 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1690                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1691 {
1692         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1693         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1694                 return;
1695
1696         /*
1697          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1698          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1699          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1700          */
1701         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1702                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1703                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1704                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1705                 rdp->qlen_lazy = 0;
1706                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1707         }
1708
1709         /*
1710          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1711          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1712          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1713          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1714          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1715          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1716          * we just reset the whole thing later on.
1717          */
1718         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1719                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1720                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1721                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1722         }
1723
1724         /*
1725          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1726          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1727          * required to pass though another grace period: They are done.
1728          */
1729         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1730                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1731                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1732         }
1733
1734         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1735         init_callback_list(rdp);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1740  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1741  */
1742 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1743 {
1744         int i;
1745         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1746
1747         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1748         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1749                 return;
1750
1751         /* Do the accounting first. */
1752         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1753         rdp->qlen += rsp->qlen;
1754         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1755         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1756                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1757         rsp->qlen_lazy = 0;
1758         rsp->qlen = 0;
1759
1760         /*
1761          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1762          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1763          * we are the task doing the rcu_barrier().
1764          */
1765
1766         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1767         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1768                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1769                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1770                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1771                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1772                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1773                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1774                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1775         }
1776
1777         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1778         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1779                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1780                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1781                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1782                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1783         }
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1788  */
1789 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1790 {
1791         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1792         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1793         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1794
1795         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1796         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1797                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1798                                "cpuofl");
1799 }
1800
1801 /*
1802  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1803  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1804  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1805  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1806  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1807  */
1808 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1809 {
1810         unsigned long flags;
1811         unsigned long mask;
1812         int need_report = 0;
1813         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1814         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1815
1816         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1817         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1818
1819         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1820
1821         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1822         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1823         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1824
1825         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1826         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1827         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1828
1829         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1830         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1831         do {
1832                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1833                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1834                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1835                         if (rnp != rdp->mynode)
1836                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1837                         break;
1838                 }
1839                 if (rnp == rdp->mynode)
1840                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1841                 else
1842                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1843                 mask = rnp->grpmask;
1844                 rnp = rnp->parent;
1845         } while (rnp != NULL);
1846
1847         /*
1848          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1849          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1850          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1851          * held leads to deadlock.
1852          */
1853         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1854         rnp = rdp->mynode;
1855         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1856                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1857         else
1858                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1859         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1860                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1861         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1862                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1863                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1864         init_callback_list(rdp);
1865         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1866         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1867         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1868 }
1869
1870 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1871
1872 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1873 {
1874 }
1875
1876 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1877 {
1878 }
1879
1880 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1881
1882 /*
1883  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1884  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1885  */
1886 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1887 {
1888         unsigned long flags;
1889         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1890         long bl, count, count_lazy;
1891         int i;
1892
1893         /* If no callbacks are ready, just return. */
1894         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1895                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1896                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1897                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1898                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1899                 return;
1900         }
1901
1902         /*
1903          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1904          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1905          */
1906         local_irq_save(flags);
1907         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1908         bl = rdp->blimit;
1909         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1910         list = rdp->nxtlist;
1911         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1912         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1913         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1914         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1915                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1916                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1917         local_irq_restore(flags);
1918
1919         /* Invoke callbacks. */
1920         count = count_lazy = 0;
1921         while (list) {
1922                 next = list->next;
1923                 prefetch(next);
1924                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1925                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1926                         count_lazy++;
1927                 list = next;
1928                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1929                 if (++count >= bl &&
1930                     (need_resched() ||
1931                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1932                         break;
1933         }
1934
1935         local_irq_save(flags);
1936         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1937                             is_idle_task(current),
1938                             rcu_is_callbacks_kthread());
1939
1940         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1941         if (list != NULL) {
1942                 *tail = rdp->nxtlist;
1943                 rdp->nxtlist = list;
1944                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1945                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1946                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1947                         else
1948                                 break;
1949         }
1950         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1951         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1952         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1953         rdp->n_cbs_invoked += count;
1954
1955         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1956         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1957                 rdp->blimit = blimit;
1958
1959         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1960         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1961                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1962                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1963         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1964                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1965         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1966
1967         local_irq_restore(flags);
1968
1969         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1970         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1971                 invoke_rcu_core();
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1976  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1977  * Also schedule RCU core processing.
1978  *
1979  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1980  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1981  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1982  */
1983 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1984 {
1985         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1986         increment_cpu_stall_ticks();
1987         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1988
1989                 /*
1990                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1991                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1992                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1993                  * a quiescent state, so note it.
1994                  *
1995                  * No memory barrier is required here because both
1996                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1997                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1998                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1999                  */
2000
2001                 rcu_sched_qs(cpu);
2002                 rcu_bh_qs(cpu);
2003
2004         } else if (!in_softirq()) {
2005
2006                 /*
2007                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2008                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2009                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2010                  * critical section, so note it.
2011                  */
2012
2013                 rcu_bh_qs(cpu);
2014         }
2015         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2016         if (rcu_pending(cpu))
2017                 invoke_rcu_core();
2018         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2023  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2024  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2025  *
2026  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2027  */
2028 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2029 {
2030         unsigned long bit;
2031         int cpu;
2032         unsigned long flags;
2033         unsigned long mask;
2034         struct rcu_node *rnp;
2035
2036         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2037                 cond_resched();
2038                 mask = 0;
2039                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2040                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2041                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2042                         return;
2043                 }
2044                 if (rnp->qsmask == 0) {
2045                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2046                         continue;
2047                 }
2048                 cpu = rnp->grplo;
2049                 bit = 1;
2050                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2051                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2052                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2053                                 mask |= bit;
2054                 }
2055                 if (mask != 0) {
2056
2057                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2058                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2059                         continue;
2060                 }
2061                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2062         }
2063         rnp = rcu_get_root(rsp);
2064         if (rnp->qsmask == 0) {
2065                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2066                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2067         }
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2072  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2073  */
2074 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2075 {
2076         unsigned long flags;
2077         bool ret;
2078         struct rcu_node *rnp;
2079         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2080
2081         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2082         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2083         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2084                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2085                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2086                 if (rnp_old != NULL)
2087                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2088                 if (ret) {
2089                         rsp->n_force_qs_lh++;
2090                         return;
2091                 }
2092                 rnp_old = rnp;
2093         }
2094         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2095
2096         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2097         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2098         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2099         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2100                 rsp->n_force_qs_lh++;
2101                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2102                 return;  /* Someone beat us to it. */
2103         }
2104         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2105         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2106         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2107 }
2108
2109 /*
2110  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2111  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2112  * whom the rdp belongs.
2113  */
2114 static void
2115 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2116 {
2117         unsigned long flags;
2118         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2119
2120         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2121
2122         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2123         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2124
2125         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2126         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2127
2128         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2129         local_irq_save(flags);
2130         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2131                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2132                 rcu_start_gp(rsp);
2133                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2134         } else {
2135                 local_irq_restore(flags);
2136         }
2137
2138         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2139         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2140                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Do RCU core processing for the current CPU.
2145  */
2146 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2147 {
2148         struct rcu_state *rsp;
2149
2150         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2151                 return;
2152         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2153         for_each_rcu_flavor(rsp)
2154                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2155         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2160  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2161  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2162  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2163  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2164  */
2165 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2166 {
2167         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2168                 return;
2169         if (likely(!rsp->boost)) {
2170                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2171                 return;
2172         }
2173         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2174 }
2175
2176 static void invoke_rcu_core(void)
2177 {
2178         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2183  */
2184 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2185                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2186 {
2187         /*
2188          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2189          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2190          */
2191         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2192                 invoke_rcu_core();
2193
2194         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2195         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2196                 return;
2197
2198         /*
2199          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2200          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2201          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2202          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2203          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2204          */
2205         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2206
2207                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2208                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2209                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2210
2211                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2212                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2213                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2214
2215                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2216                         rcu_start_gp(rsp);
2217                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2218                 } else {
2219                         /* Give the grace period a kick. */
2220                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2221                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2222                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2223                                 force_quiescent_state(rsp);
2224                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2225                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2226                 }
2227         }
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2232  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2233  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2234  * is expected to specify a CPU.
2235  */
2236 static void
2237 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2238            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2239 {
2240         unsigned long flags;
2241         struct rcu_data *rdp;
2242
2243         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2244         debug_rcu_head_queue(head);
2245         head->func = func;
2246         head->next = NULL;
2247
2248         /*
2249          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2250          * Note that we might see a beginning right after we see an
2251          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2252          * a quiescent state betweentimes.
2253          */
2254         local_irq_save(flags);
2255         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2256
2257         /* Add the callback to our list. */
2258         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2259                 int offline;
2260
2261                 if (cpu != -1)
2262                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2263                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2264                 WARN_ON_ONCE(offline);
2265                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2266                 local_irq_restore(flags);
2267                 return;
2268         }
2269         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2270         if (lazy)
2271                 rdp->qlen_lazy++;
2272         else
2273                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2274         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2275         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2276         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2277
2278         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2279                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2280                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2281         else
2282                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2283
2284         /* Go handle any RCU core processing required. */
2285         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2286         local_irq_restore(flags);
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2291  */
2292 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2293 {
2294         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2295 }
2296 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2297
2298 /*
2299  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2300  */
2301 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2302 {
2303         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2304 }
2305 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2306
2307 /*
2308  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2309  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2310  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2311  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2312  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2313  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2314  * some overhead: RCU still operates correctly.
2315  */
2316 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2317 {
2318         int ret;
2319
2320         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2321         preempt_disable();
2322         ret = num_online_cpus() <= 1;
2323         preempt_enable();
2324         return ret;
2325 }
2326
2327 /**
2328  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2329  *
2330  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2331  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2332  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2333  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2334  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2335  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2336  * rcu_read_lock_sched().
2337  *
2338  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2339  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2340  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2341  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2342  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2343  *
2344  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2345  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2346  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2347  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2348  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2349  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2350  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2351  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2352  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2353  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2354  * that are executing in the kernel.
2355  *
2356  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2357  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2358  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2359  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2360  * again only if the system has more than one CPU).
2361  *
2362  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2363  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2364  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2365  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2366  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2367  */
2368 void synchronize_sched(void)
2369 {
2370         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2371                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2372                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2373                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2374         if (rcu_blocking_is_gp())
2375                 return;
2376         if (rcu_expedited)
2377                 synchronize_sched_expedited();
2378         else
2379                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2382
2383 /**
2384  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2385  *
2386  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2387  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2388  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2389  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2390  * and may be nested.
2391  *
2392  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2393  * on memory ordering guarantees.
2394  */
2395 void synchronize_rcu_bh(void)
2396 {
2397         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2398                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2399                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2400                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2401         if (rcu_blocking_is_gp())
2402                 return;
2403         if (rcu_expedited)
2404                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2405         else
2406                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2407 }
2408 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2409
2410 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2411 {
2412         /*
2413          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2414          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2415          * time that it returns.
2416          *
2417          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2418          * above condition is already met when the control reaches
2419          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2420          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2421          * robustness against future implementation changes.
2422          */
2423         smp_mb(); /* See above comment block. */
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 /**
2428  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2429  *
2430  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2431  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2432  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2433  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2434  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2435  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2436  * synchronize_sched() instead.
2437  *
2438  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2439  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2440  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2441  * these restriction will result in deadlock.
2442  *
2443  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2444  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2445  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2446  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2447  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2448  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2449  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2450  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2451  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2452  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2453  *
2454  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2455  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2456  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2457  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2458  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2459  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2460  * doing our work for us.
2461  *
2462  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2463  */
2464 void synchronize_sched_expedited(void)
2465 {
2466         long firstsnap, s, snap;
2467         int trycount = 0;
2468         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2469
2470         /*
2471          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2472          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2473          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2474          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2475          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2476          * course be required on a 64-bit system.
2477          */
2478         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2479                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2480                          ULONG_MAX / 8)) {
2481                 synchronize_sched();
2482                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2483                 return;
2484         }
2485
2486         /*
2487          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2488          * full memory barrier.
2489          */
2490         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2491         firstsnap = snap;
2492         get_online_cpus();
2493         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2494
2495         /*
2496          * Each pass through the following loop attempts to force a
2497          * context switch on each CPU.
2498          */
2499         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2500                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2501                              NULL) == -EAGAIN) {
2502                 put_online_cpus();
2503                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2504
2505                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2506                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2507                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2508                         /* ensure test happens before caller kfree */
2509                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2510                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2511                         return;
2512                 }
2513
2514                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2515                 if (trycount++ < 10) {
2516                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2517                 } else {
2518                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2519                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2520                         return;
2521                 }
2522
2523                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2524                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2525                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2526                         /* ensure test happens before caller kfree */
2527                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2528                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2529                         return;
2530                 }
2531
2532                 /*
2533                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2534                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2535                  * after they started, so our grace period works for them,
2536                  * and they started after our first try, so their grace
2537                  * period works for us.
2538                  */
2539                 get_online_cpus();
2540                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2541                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2542         }
2543         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2544
2545         /*
2546          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2547          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2548          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2549          * than we did already did their update.
2550          */
2551         do {
2552                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2553                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2554                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2555                         /* ensure test happens before caller kfree */
2556                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2557                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2558                         break;
2559                 }
2560         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2561         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2562
2563         put_online_cpus();
2564 }
2565 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2566
2567 /*
2568  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2569  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2570  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2571  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2572  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2573  */
2574 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2575 {
2576         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2577
2578         rdp->n_rcu_pending++;
2579
2580         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2581         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2582
2583         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2584         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2585             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2586                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2587         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2588                 rdp->n_rp_report_qs++;
2589                 return 1;
2590         }
2591
2592         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2593         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2594                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2595                 return 1;
2596         }
2597
2598         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2599         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2600                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2601                 return 1;
2602         }
2603
2604         /* Has another RCU grace period completed?  */
2605         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2606                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2607                 return 1;
2608         }
2609
2610         /* Has a new RCU grace period started? */
2611         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2612                 rdp->n_rp_gp_started++;
2613                 return 1;
2614         }
2615
2616         /* nothing to do */
2617         rdp->n_rp_need_nothing++;
2618         return 0;
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2623  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2624  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2625  */
2626 static int rcu_pending(int cpu)
2627 {
2628         struct rcu_state *rsp;
2629
2630         for_each_rcu_flavor(rsp)
2631                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2632                         return 1;
2633         return 0;
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
2638  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
2639  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
2640  */
2641 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
2642 {
2643         bool al = true;
2644         bool hc = false;
2645         struct rcu_data *rdp;
2646         struct rcu_state *rsp;
2647
2648         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2649                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2650                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy)
2651                         al = false;
2652                 if (rdp->nxtlist)
2653                         hc = true;
2654         }
2655         if (all_lazy)
2656                 *all_lazy = al;
2657         return hc;
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2662  * the compiler is expected to optimize this away.
2663  */
2664 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2665                                int cpu, unsigned long done)
2666 {
2667         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2668                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2669 }
2670
2671 /*
2672  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2673  * up the task executing _rcu_barrier().
2674  */
2675 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2676 {
2677         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2678         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2679
2680         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2681                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2682                 complete(&rsp->barrier_completion);
2683         } else {
2684                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2685         }
2686 }
2687
2688 /*
2689  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2690  */
2691 static void rcu_barrier_func(void *type)
2692 {
2693         struct rcu_state *rsp = type;
2694         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2695
2696         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2697         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2698         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2703  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2704  */
2705 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2706 {
2707         int cpu;
2708         struct rcu_data *rdp;
2709         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2710         unsigned long snap_done;
2711
2712         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2713
2714         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2715         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2716
2717         /*
2718          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2719          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2720          */
2721         smp_mb();  /* See above block comment. */
2722
2723         /*
2724          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2725          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2726          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2727          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2728          */
2729         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2730         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2731         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2732                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2733                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2734                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2735                 return;
2736         }
2737
2738         /*
2739          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2740          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2741          * the increment to precede the early-exit check.
2742          */
2743         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2744         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2745         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2746         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2747
2748         /*
2749          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2750          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2751          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2752          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2753          */
2754         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2755         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2756         get_online_cpus();
2757
2758         /*
2759          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2760          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2761          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2762          */
2763         for_each_possible_cpu(cpu) {
2764                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2765                         continue;
2766                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2767                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2768                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2769                                            rsp->n_barrier_done);
2770                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2771                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2772                                    rsp, cpu, 0);
2773                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2774                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2775                                            rsp->n_barrier_done);
2776                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2777                 } else {
2778                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2779                                            rsp->n_barrier_done);
2780                 }
2781         }
2782         put_online_cpus();
2783
2784         /*
2785          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2786          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2787          */
2788         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2789                 complete(&rsp->barrier_completion);
2790
2791         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2792         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2793         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2794         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2795         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2796         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2797
2798         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2799         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2800
2801         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2802         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2803 }
2804
2805 /**
2806  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2807  */
2808 void rcu_barrier_bh(void)
2809 {
2810         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2811 }
2812 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2813
2814 /**
2815  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2816  */
2817 void rcu_barrier_sched(void)
2818 {
2819         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2820 }
2821 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2822
2823 /*
2824  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2825  */
2826 static void __init
2827 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2828 {
2829         unsigned long flags;
2830         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2831         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2832
2833         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2834         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2835         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2836         init_callback_list(rdp);
2837         rdp->qlen_lazy = 0;
2838         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2839         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2840         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2841         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2842         rdp->cpu = cpu;
2843         rdp->rsp = rsp;
2844         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2845         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2850  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2851  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2852  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2853  */
2854 static void __cpuinit
2855 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2856 {
2857         unsigned long flags;
2858         unsigned long mask;
2859         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2860         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2861
2862         /* Exclude new grace periods. */
2863         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2864
2865         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2866         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2867         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2868         rdp->preemptible = preemptible;
2869         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2870         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2871         rdp->blimit = blimit;
2872         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2873         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2874         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2875                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2876         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2877
2878         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2879         rnp = rdp->mynode;
2880         mask = rdp->grpmask;
2881         do {
2882                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2883                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2884                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2885                 mask = rnp->grpmask;
2886                 if (rnp == rdp->mynode) {
2887                         /*
2888                          * If there is a grace period in progress, we will
2889                          * set up to wait for it next time we run the
2890                          * RCU core code.
2891                          */
2892                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2893                         rdp->completed = rnp->completed;
2894                         rdp->passed_quiesce = 0;
2895                         rdp->qs_pending = 0;
2896                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2897                 }
2898                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2899                 rnp = rnp->parent;
2900         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2901         local_irq_restore(flags);
2902
2903         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2904 }
2905
2906 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2907 {
2908         struct rcu_state *rsp;
2909
2910         for_each_rcu_flavor(rsp)
2911                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2912                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Handle CPU online/offline notification events.
2917  */
2918 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2919                                     unsigned long action, void *hcpu)
2920 {
2921         long cpu = (long)hcpu;
2922         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2923         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2924         struct rcu_state *rsp;
2925
2926         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2927         switch (action) {
2928         case CPU_UP_PREPARE:
2929         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2930                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2931                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2932                 break;
2933         case CPU_ONLINE:
2934         case CPU_DOWN_FAILED:
2935                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2936                 break;
2937         case CPU_DOWN_PREPARE:
2938                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2939                 break;
2940         case CPU_DYING:
2941         case CPU_DYING_FROZEN:
2942                 /*
2943                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2944                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2945                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2946                  */
2947                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2948                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2949                 break;
2950         case CPU_DEAD:
2951         case CPU_DEAD_FROZEN:
2952         case CPU_UP_CANCELED:
2953         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2954                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2955                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2956                 break;
2957         default:
2958                 break;
2959         }
2960         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2961         return NOTIFY_OK;
2962 }
2963
2964 /*
2965  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2966  */
2967 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2968 {
2969         unsigned long flags;
2970         struct rcu_node *rnp;
2971         struct rcu_state *rsp;
2972         struct task_struct *t;
2973
2974         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2975                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2976                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2977                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2978                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2979                 rsp->gp_kthread = t;
2980                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2981                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2982         }
2983         return 0;
2984 }
2985 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2986
2987 /*
2988  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2989  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2990  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2991  * task is booting the system).  After this function is called, the
2992  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2993  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2994  */
2995 void rcu_scheduler_starting(void)
2996 {
2997         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2998         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2999         rcu_scheduler_active = 1;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3004  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3005  */
3006 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3007 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3008 {
3009         int i;
3010
3011         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3012                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3013         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3014 }
3015 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3016 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3017 {
3018         int ccur;
3019         int cprv;
3020         int i;
3021
3022         cprv = nr_cpu_ids;
3023         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3024                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3025                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3026                 cprv = ccur;
3027         }
3028 }
3029 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3030
3031 /*
3032  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3033  */
3034 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3035                 struct rcu_data __percpu *rda)
3036 {
3037         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3038                                "rcu_node_1",
3039                                "rcu_node_2",
3040                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3041         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3042                                "rcu_node_fqs_1",
3043                                "rcu_node_fqs_2",
3044                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3045         int cpustride = 1;
3046         int i;
3047         int j;
3048         struct rcu_node *rnp;
3049
3050         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3051
3052         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3053         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3054                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3055
3056         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3057
3058         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3059                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3060         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3061                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3062         rcu_init_levelspread(rsp);
3063
3064         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3065
3066         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3067                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3068                 rnp = rsp->level[i];
3069                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3070                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3071                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3072                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3073                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3074                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3075                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3076                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3077                         rnp->completed = rsp->completed;
3078                         rnp->qsmask = 0;
3079                         rnp->qsmaskinit = 0;
3080                         rnp->grplo = j * cpustride;
3081                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3082                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3083                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3084                         if (i == 0) {
3085                                 rnp->grpnum = 0;
3086                                 rnp->grpmask = 0;
3087                                 rnp->parent = NULL;
3088                         } else {
3089                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3090                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3091                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3092                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3093                         }
3094                         rnp->level = i;
3095                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3096                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3097                 }
3098         }
3099
3100         rsp->rda = rda;
3101         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3102         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3103         for_each_possible_cpu(i) {
3104                 while (i > rnp->grphi)
3105                         rnp++;
3106                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3107                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3108         }
3109         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3110 }
3111
3112 /*
3113  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3114  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3115  * the ->node array in the rcu_state structure.
3116  */
3117 static void __init rcu_init_geometry(void)
3118 {
3119         int i;
3120         int j;
3121         int n = nr_cpu_ids;
3122         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3123
3124         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3125         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3126             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3127                 return;
3128
3129         /*
3130          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3131          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3132          * some of the arithmetic easier.
3133          */
3134         rcu_capacity[0] = 1;
3135         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3136         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3137                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3138
3139         /*
3140          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3141          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3142          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3143          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3144          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3145          * compile-time values if these limits are exceeded.
3146          */
3147         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3148             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3149             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3150                 WARN_ON(1);
3151                 return;
3152         }
3153
3154         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3155         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3156                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3157                         for (j = 0; j <= i; j++)
3158                                 num_rcu_lvl[j] =
3159                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3160                         rcu_num_lvls = i;
3161                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3162                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3163                         break;
3164                 }
3165
3166         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3167         rcu_num_nodes = 0;
3168         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3169                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3170         rcu_num_nodes -= n;
3171 }
3172
3173 void __init rcu_init(void)
3174 {
3175         int cpu;
3176
3177         rcu_bootup_announce();
3178         rcu_init_geometry();
3179         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3180         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3181         __rcu_init_preempt();
3182          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3183
3184         /*
3185          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3186          * this is called early in boot, before either interrupts
3187          * or the scheduler are operational.
3188          */
3189         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3190         for_each_online_cpu(cpu)
3191                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3192 }
3193
3194 #include "rcutree_plugin.h"