Merge branches 'bigrt.2012.09.23a', 'doctorture.2012.09.23a', 'fixes.2012.09.23a...
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = -300, \
72         .completed = -300, \
73         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.onofflock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .name = #sname, \
78 }
79
80 struct rcu_state rcu_sched_state =
81         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
82 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
83
84 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
85 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
86
87 static struct rcu_state *rcu_state;
88 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
89
90 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
91 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
92 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
93 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
94 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
95         NUM_RCU_LVL_0,
96         NUM_RCU_LVL_1,
97         NUM_RCU_LVL_2,
98         NUM_RCU_LVL_3,
99         NUM_RCU_LVL_4,
100 };
101 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
102
103 /*
104  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
105  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
106  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
107  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
108  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
109  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
110  * positives from lockdep-RCU error checking.
111  */
112 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
113 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
114
115 /*
116  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
117  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
118  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
119  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
120  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
121  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
122  *
123  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
124  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
125  * a time.
126  */
127 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
128
129 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
130
131 /*
132  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
133  * handle all flavors of RCU.
134  */
135 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
136 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
137 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
139 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
140
141 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
142
143 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
144 static void invoke_rcu_core(void);
145 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
146
147 /*
148  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
149  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
150  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
151  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
152  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
153  * These variables enable correlating rcutorture output with the
154  * RCU tracing information.
155  */
156 unsigned long rcutorture_testseq;
157 unsigned long rcutorture_vernum;
158
159 /*
160  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
161  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
162  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
163  */
164 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
165 {
166         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
167 }
168
169 /*
170  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
171  * how many quiescent states passed, just if there was at least
172  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
173  * The caller must have disabled preemption.
174  */
175 void rcu_sched_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
178
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         if (rdp->passed_quiesce == 0)
189                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
190         rdp->passed_quiesce = 1;
191 }
192
193 /*
194  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
195  * and requires special handling for preemptible RCU.
196  * The caller must have disabled preemption.
197  */
198 void rcu_note_context_switch(int cpu)
199 {
200         trace_rcu_utilization("Start context switch");
201         rcu_sched_qs(cpu);
202         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
203         trace_rcu_utilization("End context switch");
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
206
207 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
208         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
209         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
210 };
211
212 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
213 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
214 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
215
216 module_param(blimit, int, 0444);
217 module_param(qhimark, int, 0444);
218 module_param(qlowmark, int, 0444);
219
220 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
221 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
222
223 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
224 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
225
226 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
227 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
228
229 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
230 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
231
232 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
233 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
234 static int rcu_pending(int cpu);
235
236 /*
237  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
238  */
239 long rcu_batches_completed_sched(void)
240 {
241         return rcu_sched_state.completed;
242 }
243 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
244
245 /*
246  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
247  */
248 long rcu_batches_completed_bh(void)
249 {
250         return rcu_bh_state.completed;
251 }
252 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
253
254 /*
255  * Force a quiescent state for RCU BH.
256  */
257 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
258 {
259         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
260 }
261 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
262
263 /*
264  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
265  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
266  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
267  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
268  * store this state in rcutorture itself.
269  */
270 void rcutorture_record_test_transition(void)
271 {
272         rcutorture_testseq++;
273         rcutorture_vernum = 0;
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
276
277 /*
278  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
279  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
280  * messages.
281  */
282 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
283 {
284         rcutorture_vernum++;
285 }
286 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
287
288 /*
289  * Force a quiescent state for RCU-sched.
290  */
291 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
292 {
293         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
296
297 /*
298  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
299  */
300 static int
301 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
302 {
303         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
304 }
305
306 /*
307  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
308  */
309 static int
310 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
311 {
312         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL +
313                              ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed] &&
314                !rcu_gp_in_progress(rsp);
315 }
316
317 /*
318  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
319  */
320 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
321 {
322         return &rsp->node[0];
323 }
324
325 /*
326  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
327  *
328  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
329  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
330  * The caller must have disabled interrupts.
331  */
332 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
333 {
334         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
335         if (!is_idle_task(current)) {
336                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
337
338                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
339                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
340                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
341                           current->pid, current->comm,
342                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
343         }
344         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
345         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
346         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
347         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
348         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
349         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
350
351         /*
352          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
353          * in an RCU read-side critical section.
354          */
355         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
356                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
357         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
358                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
359         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
360                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
361 }
362
363 /**
364  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
365  *
366  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
367  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
368  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
369  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
370  *
371  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
372  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
373  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
374  */
375 void rcu_idle_enter(void)
376 {
377         unsigned long flags;
378         long long oldval;
379         struct rcu_dynticks *rdtp;
380
381         local_irq_save(flags);
382         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
383         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
384         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
385         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
386                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
387         else
388                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
389         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
390         local_irq_restore(flags);
391 }
392 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
393
394 /**
395  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
396  *
397  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
398  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
399  * sections can occur.
400  *
401  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
402  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
403  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
404  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
405  *
406  * Use things like work queues to work around this limitation.
407  *
408  * You have been warned.
409  */
410 void rcu_irq_exit(void)
411 {
412         unsigned long flags;
413         long long oldval;
414         struct rcu_dynticks *rdtp;
415
416         local_irq_save(flags);
417         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
418         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
419         rdtp->dynticks_nesting--;
420         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
421         if (rdtp->dynticks_nesting)
422                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
423         else
424                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
425         local_irq_restore(flags);
426 }
427
428 /*
429  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
430  *
431  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
432  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
433  * The caller must have disabled interrupts.
434  */
435 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
436 {
437         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
438         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
439         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
440         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
441         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
442         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
443         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
444         if (!is_idle_task(current)) {
445                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
446
447                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
448                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
449                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
450                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
451                           current->pid, current->comm,
452                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
453         }
454 }
455
456 /**
457  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
458  *
459  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
460  * read-side critical sections can occur.
461  *
462  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
463  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
464  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
465  * now starting.
466  */
467 void rcu_idle_exit(void)
468 {
469         unsigned long flags;
470         struct rcu_dynticks *rdtp;
471         long long oldval;
472
473         local_irq_save(flags);
474         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
475         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
476         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
477         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
478                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
479         else
480                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
481         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
482         local_irq_restore(flags);
483 }
484 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
485
486 /**
487  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
488  *
489  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
490  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
491  * sections can occur.
492  *
493  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
494  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
495  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
496  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
497  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
498  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
499  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
500  *
501  * Use things like work queues to work around this limitation.
502  *
503  * You have been warned.
504  */
505 void rcu_irq_enter(void)
506 {
507         unsigned long flags;
508         struct rcu_dynticks *rdtp;
509         long long oldval;
510
511         local_irq_save(flags);
512         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
513         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
514         rdtp->dynticks_nesting++;
515         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
516         if (oldval)
517                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
518         else
519                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
520         local_irq_restore(flags);
521 }
522
523 /**
524  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
525  *
526  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
527  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
528  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
529  */
530 void rcu_nmi_enter(void)
531 {
532         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
533
534         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
535             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
536                 return;
537         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
538         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
539         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
540         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
541         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
542         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
543 }
544
545 /**
546  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
547  *
548  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
549  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
550  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
551  */
552 void rcu_nmi_exit(void)
553 {
554         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
555
556         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
557             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
558                 return;
559         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
560         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
561         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
562         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
563         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
564 }
565
566 /**
567  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
568  *
569  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
570  * or NMI handler, return true.
571  */
572 int rcu_is_cpu_idle(void)
573 {
574         int ret;
575
576         preempt_disable();
577         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
578         preempt_enable();
579         return ret;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
582
583 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
584
585 /*
586  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
587  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
588  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
589  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
590  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
591  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
592  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
593  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
594  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
595  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
596  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
597  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
598  * notifiers.
599  *
600  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
601  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
602  *
603  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
604  * errors from NMI handlers anyway.
605  */
606 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
607 {
608         struct rcu_data *rdp;
609         struct rcu_node *rnp;
610         bool ret;
611
612         if (in_nmi())
613                 return 1;
614         preempt_disable();
615         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
616         rnp = rdp->mynode;
617         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
618               !rcu_scheduler_fully_active;
619         preempt_enable();
620         return ret;
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
623
624 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
625
626 /**
627  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
628  *
629  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
630  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
631  * disabled preemption.
632  */
633 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
634 {
635         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
636 }
637
638 /*
639  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
640  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
641  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
642  */
643 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
644 {
645         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
646         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
647 }
648
649 /*
650  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
651  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
652  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
653  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
654  */
655 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
656 {
657         unsigned int curr;
658         unsigned int snap;
659
660         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
661         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
662
663         /*
664          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
665          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
666          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
667          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
668          * read-side critical section that started before the beginning
669          * of the current RCU grace period.
670          */
671         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
672                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
673                 rdp->dynticks_fqs++;
674                 return 1;
675         }
676
677         /*
678          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
679          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
680          * state: If we see it offline even once, it has been through a
681          * quiescent state.
682          *
683          * The reason for insisting that the grace period be at least
684          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
685          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
686          * sections.
687          */
688         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
689                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
690         barrier();
691         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
692                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
693                 rdp->offline_fqs++;
694                 return 1;
695         }
696         return 0;
697 }
698
699 static int jiffies_till_stall_check(void)
700 {
701         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
702
703         /*
704          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
705          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
706          */
707         if (till_stall_check < 3) {
708                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
709                 till_stall_check = 3;
710         } else if (till_stall_check > 300) {
711                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
712                 till_stall_check = 300;
713         }
714         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
715 }
716
717 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
718 {
719         rsp->gp_start = jiffies;
720         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
721 }
722
723 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
724 {
725         int cpu;
726         long delta;
727         unsigned long flags;
728         int ndetected = 0;
729         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
730
731         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
732
733         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
734         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
735         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
736                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
737                 return;
738         }
739         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
740         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
741
742         /*
743          * OK, time to rat on our buddy...
744          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
745          * RCU CPU stall warnings.
746          */
747         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
748                rsp->name);
749         print_cpu_stall_info_begin();
750         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
751                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
752                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
753                 if (rnp->qsmask != 0) {
754                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
755                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
756                                         print_cpu_stall_info(rsp,
757                                                              rnp->grplo + cpu);
758                                         ndetected++;
759                                 }
760                 }
761                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
762         }
763
764         /*
765          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
766          * due to CPU offlining.
767          */
768         rnp = rcu_get_root(rsp);
769         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
770         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
771         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
772
773         print_cpu_stall_info_end();
774         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
775                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
776         if (ndetected == 0)
777                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
778         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
779                 dump_stack();
780
781         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
782
783         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
784
785         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
786 }
787
788 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
789 {
790         unsigned long flags;
791         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
792
793         /*
794          * OK, time to rat on ourselves...
795          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
796          * RCU CPU stall warnings.
797          */
798         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
799         print_cpu_stall_info_begin();
800         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
801         print_cpu_stall_info_end();
802         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
803         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
804                 dump_stack();
805
806         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
807         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
808                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
809                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
810         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
811
812         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
813 }
814
815 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
816 {
817         unsigned long j;
818         unsigned long js;
819         struct rcu_node *rnp;
820
821         if (rcu_cpu_stall_suppress)
822                 return;
823         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
824         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
825         rnp = rdp->mynode;
826         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
827             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
828
829                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
830                 print_cpu_stall(rsp);
831
832         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
833                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
834
835                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
836                 print_other_cpu_stall(rsp);
837         }
838 }
839
840 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
841 {
842         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
843         return NOTIFY_DONE;
844 }
845
846 /**
847  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
848  *
849  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
850  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
851  * RCU grace periods.
852  *
853  * The caller must disable hard irqs.
854  */
855 void rcu_cpu_stall_reset(void)
856 {
857         struct rcu_state *rsp;
858
859         for_each_rcu_flavor(rsp)
860                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
861 }
862
863 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
864         .notifier_call = rcu_panic,
865 };
866
867 static void __init check_cpu_stall_init(void)
868 {
869         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
870 }
871
872 /*
873  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
874  * This is used both when we started the grace period and when we notice
875  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
876  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
877  *  and must have irqs disabled.
878  */
879 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
880 {
881         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
882                 /*
883                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
884                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
885                  * go looking for one.
886                  */
887                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
888                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
889                 rdp->passed_quiesce = 0;
890                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
891                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
892         }
893 }
894
895 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
896 {
897         unsigned long flags;
898         struct rcu_node *rnp;
899
900         local_irq_save(flags);
901         rnp = rdp->mynode;
902         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
903             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
904                 local_irq_restore(flags);
905                 return;
906         }
907         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
908         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
909 }
910
911 /*
912  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
913  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
914  * on the CPU corresponding to rdp.
915  */
916 static int
917 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
918 {
919         unsigned long flags;
920         int ret = 0;
921
922         local_irq_save(flags);
923         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
924                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
925                 ret = 1;
926         }
927         local_irq_restore(flags);
928         return ret;
929 }
930
931 /*
932  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
933  */
934 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
935 {
936         int i;
937
938         rdp->nxtlist = NULL;
939         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
940                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
941 }
942
943 /*
944  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
945  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
946  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
947  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
948  */
949 static void
950 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
951 {
952         /* Did another grace period end? */
953         if (rdp->completed != rnp->completed) {
954
955                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
956                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
957                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
958                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
959
960                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
961                 rdp->completed = rnp->completed;
962                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
963
964                 /*
965                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
966                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
967                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
968                  * spurious new grace periods.  If another grace period
969                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
970                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
971                  * states we found for the old GP are now invalid.
972                  */
973                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
974                         rdp->gpnum = rdp->completed;
975                         rdp->passed_quiesce = 0;
976                 }
977
978                 /*
979                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
980                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
981                  */
982                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
983                         rdp->qs_pending = 0;
984         }
985 }
986
987 /*
988  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
989  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
990  * belongs.
991  */
992 static void
993 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
994 {
995         unsigned long flags;
996         struct rcu_node *rnp;
997
998         local_irq_save(flags);
999         rnp = rdp->mynode;
1000         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1001             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1002                 local_irq_restore(flags);
1003                 return;
1004         }
1005         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1006         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1011  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1012  * this CPU.
1013  */
1014 static void
1015 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1016 {
1017         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1018         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1019
1020         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1021         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Initialize a new grace period.
1026  */
1027 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1028 {
1029         struct rcu_data *rdp;
1030         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1031
1032         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1033         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1034
1035         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1036                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1037                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1038                 return 0;
1039         }
1040
1041         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1042         rsp->gpnum++;
1043         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1044         record_gp_stall_check_time(rsp);
1045         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1046
1047         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1048         get_online_cpus();
1049
1050         /*
1051          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1052          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1053          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1054          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1055          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1056          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1057          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1058          * CPU-hotplug operations.
1059          *
1060          * The grace period cannot complete until the initialization
1061          * process finishes, because this kthread handles both.
1062          */
1063         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1064                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1065                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1066                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1067                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1068                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1069                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1070                 rnp->completed = rsp->completed;
1071                 if (rnp == rdp->mynode)
1072                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1073                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1074                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1075                                             rnp->level, rnp->grplo,
1076                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1077                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1078 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1079                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1080                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1081 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1082                 cond_resched();
1083         }
1084
1085         put_online_cpus();
1086         return 1;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Do one round of quiescent-state forcing.
1091  */
1092 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1093 {
1094         int fqs_state = fqs_state_in;
1095         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1096
1097         rsp->n_force_qs++;
1098         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1099                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1100                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1101                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1102         } else {
1103                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1104                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1105         }
1106         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1107         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1108                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1109                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1110                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1111         }
1112         return fqs_state;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Clean up after the old grace period.
1117  */
1118 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1119 {
1120         unsigned long gp_duration;
1121         struct rcu_data *rdp;
1122         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1123
1124         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1125         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1126         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1127                 rsp->gp_max = gp_duration;
1128
1129         /*
1130          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1131          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1132          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1133          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1134          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1135          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1136          */
1137         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1138
1139         /*
1140          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1141          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1142          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1143          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1144          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1145          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1146          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1147          */
1148         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1149                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1150                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1151                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1152                 cond_resched();
1153         }
1154         rnp = rcu_get_root(rsp);
1155         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1156
1157         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1158         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1159         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1160         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1161         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1162                 rsp->gp_flags = 1;
1163         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Body of kthread that handles grace periods.
1168  */
1169 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1170 {
1171         int fqs_state;
1172         unsigned long j;
1173         int ret;
1174         struct rcu_state *rsp = arg;
1175         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1176
1177         for (;;) {
1178
1179                 /* Handle grace-period start. */
1180                 for (;;) {
1181                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1182                                                  rsp->gp_flags &
1183                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1184                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1185                             rcu_gp_init(rsp))
1186                                 break;
1187                         cond_resched();
1188                         flush_signals(current);
1189                 }
1190
1191                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1192                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1193                 j = jiffies_till_first_fqs;
1194                 if (j > HZ) {
1195                         j = HZ;
1196                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1197                 }
1198                 for (;;) {
1199                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1200                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1201                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1202                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1203                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1204                                         j);
1205                         /* If grace period done, leave loop. */
1206                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1207                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1208                                 break;
1209                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1210                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1211                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1212                                 cond_resched();
1213                         } else {
1214                                 /* Deal with stray signal. */
1215                                 cond_resched();
1216                                 flush_signals(current);
1217                         }
1218                         j = jiffies_till_next_fqs;
1219                         if (j > HZ) {
1220                                 j = HZ;
1221                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1222                         } else if (j < 1) {
1223                                 j = 1;
1224                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1225                         }
1226                 }
1227
1228                 /* Handle grace-period end. */
1229                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1230         }
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1235  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1236  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1237  * be disabled.
1238  *
1239  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1240  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1241  * quiescent state.
1242  */
1243 static void
1244 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1245         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1246 {
1247         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1248         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1249
1250         if (!rsp->gp_kthread ||
1251             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1252                 /*
1253                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1254                  * task or this CPU does not need another grace period.
1255                  * Either way, don't start a new grace period.
1256                  */
1257                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1258                 return;
1259         }
1260
1261         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1262         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1263         wake_up(&rsp->gp_wq);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1268  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1269  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1270  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1271  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1272  */
1273 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1274         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1275 {
1276         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1277         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1278         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1283  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1284  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1285  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1286  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1287  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1288  */
1289 static void
1290 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1291                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1292         __releases(rnp->lock)
1293 {
1294         struct rcu_node *rnp_c;
1295
1296         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1297         for (;;) {
1298                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1299
1300                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1301                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1302                         return;
1303                 }
1304                 rnp->qsmask &= ~mask;
1305                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1306                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1307                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1308                                                  !!rnp->gp_tasks);
1309                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1310
1311                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1312                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1313                         return;
1314                 }
1315                 mask = rnp->grpmask;
1316                 if (rnp->parent == NULL) {
1317
1318                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1319
1320                         break;
1321                 }
1322                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1323                 rnp_c = rnp;
1324                 rnp = rnp->parent;
1325                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1326                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1327         }
1328
1329         /*
1330          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1331          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1332          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1333          */
1334         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1339  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1340  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1341  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1342  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1343  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1344  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1345  */
1346 static void
1347 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1348 {
1349         unsigned long flags;
1350         unsigned long mask;
1351         struct rcu_node *rnp;
1352
1353         rnp = rdp->mynode;
1354         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1355         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1356             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1357
1358                 /*
1359                  * The grace period in which this quiescent state was
1360                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1361                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1362                  * within the current grace period.
1363                  */
1364                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1365                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1366                 return;
1367         }
1368         mask = rdp->grpmask;
1369         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1370                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1371         } else {
1372                 rdp->qs_pending = 0;
1373
1374                 /*
1375                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1376                  * callbacks can be processed during the next GP.
1377                  */
1378                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1379
1380                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1381         }
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1386  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1387  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1388  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1389  */
1390 static void
1391 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1392 {
1393         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1394         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1395                 return;
1396
1397         /*
1398          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1399          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1400          */
1401         if (!rdp->qs_pending)
1402                 return;
1403
1404         /*
1405          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1406          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1407          */
1408         if (!rdp->passed_quiesce)
1409                 return;
1410
1411         /*
1412          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1413          * judge of that).
1414          */
1415         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1416 }
1417
1418 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1419
1420 /*
1421  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1422  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1423  * ->onofflock.
1424  */
1425 static void
1426 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1427                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1428 {
1429         /*
1430          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1431          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1432          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1433          */
1434         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1435                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1436                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1437                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1438                 rdp->qlen_lazy = 0;
1439                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1440         }
1441
1442         /*
1443          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1444          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1445          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1446          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1447          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1448          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1449          * we just reset the whole thing later on.
1450          */
1451         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1452                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1453                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1454                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1455         }
1456
1457         /*
1458          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1459          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1460          * required to pass though another grace period: They are done.
1461          */
1462         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1463                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1464                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1465         }
1466
1467         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1468         init_callback_list(rdp);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1473  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1474  */
1475 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1476 {
1477         int i;
1478         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1479
1480         /* Do the accounting first. */
1481         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1482         rdp->qlen += rsp->qlen;
1483         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1484         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1485                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1486         rsp->qlen_lazy = 0;
1487         rsp->qlen = 0;
1488
1489         /*
1490          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1491          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1492          * we are the task doing the rcu_barrier().
1493          */
1494
1495         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1496         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1497                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1498                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1499                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1500                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1501                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1502                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1503                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1504         }
1505
1506         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1507         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1508                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1509                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1510                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1511                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1512         }
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1517  */
1518 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1519 {
1520         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1521         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1522         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1523
1524         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1525         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1526                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1527                                "cpuofl");
1528 }
1529
1530 /*
1531  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1532  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1533  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1534  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1535  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1536  */
1537 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         unsigned long mask;
1541         int need_report = 0;
1542         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1543         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1544
1545         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1546         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1547         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1548
1549         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1550
1551         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1552         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1553
1554         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1555         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1556         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1557
1558         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1559         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1560         do {
1561                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1562                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1563                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1564                         if (rnp != rdp->mynode)
1565                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1566                         break;
1567                 }
1568                 if (rnp == rdp->mynode)
1569                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1570                 else
1571                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1572                 mask = rnp->grpmask;
1573                 rnp = rnp->parent;
1574         } while (rnp != NULL);
1575
1576         /*
1577          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1578          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1579          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1580          * held leads to deadlock.
1581          */
1582         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1583         rnp = rdp->mynode;
1584         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1585                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1586         else
1587                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1588         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1589                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1590         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1591                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1592                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1593         init_callback_list(rdp);
1594         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1595         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1596 }
1597
1598 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1599
1600 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1601 {
1602 }
1603
1604 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1605 {
1606 }
1607
1608 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1609
1610 /*
1611  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1612  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1613  */
1614 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1615 {
1616         unsigned long flags;
1617         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1618         int bl, count, count_lazy, i;
1619
1620         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1621         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1622                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1623                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1624                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1625                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1626                 return;
1627         }
1628
1629         /*
1630          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1631          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1632          */
1633         local_irq_save(flags);
1634         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1635         bl = rdp->blimit;
1636         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1637         list = rdp->nxtlist;
1638         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1639         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1640         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1641         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1642                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1643                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1644         local_irq_restore(flags);
1645
1646         /* Invoke callbacks. */
1647         count = count_lazy = 0;
1648         while (list) {
1649                 next = list->next;
1650                 prefetch(next);
1651                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1652                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1653                         count_lazy++;
1654                 list = next;
1655                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1656                 if (++count >= bl &&
1657                     (need_resched() ||
1658                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1659                         break;
1660         }
1661
1662         local_irq_save(flags);
1663         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1664                             is_idle_task(current),
1665                             rcu_is_callbacks_kthread());
1666
1667         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1668         if (list != NULL) {
1669                 *tail = rdp->nxtlist;
1670                 rdp->nxtlist = list;
1671                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1672                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1673                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1674                         else
1675                                 break;
1676         }
1677         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1678         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1679         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1680         rdp->n_cbs_invoked += count;
1681
1682         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1683         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1684                 rdp->blimit = blimit;
1685
1686         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1687         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1688                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1689                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1690         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1691                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1692         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1693
1694         local_irq_restore(flags);
1695
1696         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1697         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1698                 invoke_rcu_core();
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1703  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1704  * Also schedule RCU core processing.
1705  *
1706  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1707  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1708  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1709  */
1710 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1711 {
1712         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1713         increment_cpu_stall_ticks();
1714         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1715
1716                 /*
1717                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1718                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1719                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1720                  * a quiescent state, so note it.
1721                  *
1722                  * No memory barrier is required here because both
1723                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1724                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1725                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1726                  */
1727
1728                 rcu_sched_qs(cpu);
1729                 rcu_bh_qs(cpu);
1730
1731         } else if (!in_softirq()) {
1732
1733                 /*
1734                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1735                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1736                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1737                  * critical section, so note it.
1738                  */
1739
1740                 rcu_bh_qs(cpu);
1741         }
1742         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1743         if (rcu_pending(cpu))
1744                 invoke_rcu_core();
1745         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1750  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1751  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1752  *
1753  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1754  */
1755 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1756 {
1757         unsigned long bit;
1758         int cpu;
1759         unsigned long flags;
1760         unsigned long mask;
1761         struct rcu_node *rnp;
1762
1763         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1764                 cond_resched();
1765                 mask = 0;
1766                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1767                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1768                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1769                         return;
1770                 }
1771                 if (rnp->qsmask == 0) {
1772                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1773                         continue;
1774                 }
1775                 cpu = rnp->grplo;
1776                 bit = 1;
1777                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1778                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1779                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1780                                 mask |= bit;
1781                 }
1782                 if (mask != 0) {
1783
1784                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1785                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1786                         continue;
1787                 }
1788                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1789         }
1790         rnp = rcu_get_root(rsp);
1791         if (rnp->qsmask == 0) {
1792                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1793                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1794         }
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1799  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1800  */
1801 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
1802 {
1803         unsigned long flags;
1804         bool ret;
1805         struct rcu_node *rnp;
1806         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
1807
1808         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
1809         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
1810         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
1811                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1812                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
1813                 if (rnp_old != NULL)
1814                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
1815                 if (ret) {
1816                         rsp->n_force_qs_lh++;
1817                         return;
1818                 }
1819                 rnp_old = rnp;
1820         }
1821         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
1822
1823         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
1824         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
1825         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
1826         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1827                 rsp->n_force_qs_lh++;
1828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
1829                 return;  /* Someone beat us to it. */
1830         }
1831         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
1832         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
1833         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1834 }
1835
1836 /*
1837  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1838  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1839  * whom the rdp belongs.
1840  */
1841 static void
1842 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
1843 {
1844         unsigned long flags;
1845         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1846
1847         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1848
1849         /*
1850          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1851          * period that some other CPU ended.
1852          */
1853         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1854
1855         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1856         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1857
1858         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1859         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1860                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1861                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1862         }
1863
1864         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1865         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1866                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Do RCU core processing for the current CPU.
1871  */
1872 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1873 {
1874         struct rcu_state *rsp;
1875
1876         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
1877                 return;
1878         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1879         for_each_rcu_flavor(rsp)
1880                 __rcu_process_callbacks(rsp);
1881         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1886  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1887  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1888  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1889  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1890  */
1891 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1892 {
1893         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1894                 return;
1895         if (likely(!rsp->boost)) {
1896                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1897                 return;
1898         }
1899         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1900 }
1901
1902 static void invoke_rcu_core(void)
1903 {
1904         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
1909  */
1910 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
1911                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
1912 {
1913         /*
1914          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
1915          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
1916          */
1917         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
1918                 invoke_rcu_core();
1919
1920         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
1921         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
1922                 return;
1923
1924         /*
1925          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1926          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1927          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1928          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1929          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1930          */
1931         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1932
1933                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1934                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1935                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1936
1937                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1938                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1939                         unsigned long nestflag;
1940                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1941
1942                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1943                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1944                 } else {
1945                         /* Give the grace period a kick. */
1946                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1947                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1948                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1949                                 force_quiescent_state(rsp);
1950                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1951                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1952                 }
1953         }
1954 }
1955
1956 static void
1957 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1958            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1959 {
1960         unsigned long flags;
1961         struct rcu_data *rdp;
1962
1963         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1964         debug_rcu_head_queue(head);
1965         head->func = func;
1966         head->next = NULL;
1967
1968         /*
1969          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1970          * Note that we might see a beginning right after we see an
1971          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1972          * a quiescent state betweentimes.
1973          */
1974         local_irq_save(flags);
1975         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1976
1977         /* Add the callback to our list. */
1978         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL)) {
1979                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
1980                 WARN_ON_ONCE(1);
1981                 local_irq_restore(flags);
1982                 return;
1983         }
1984         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
1985         if (lazy)
1986                 rdp->qlen_lazy++;
1987         else
1988                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1989         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1990         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1991         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1992
1993         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1994                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1995                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1996         else
1997                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1998
1999         /* Go handle any RCU core processing required. */
2000         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2001         local_irq_restore(flags);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2006  */
2007 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2008 {
2009         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
2010 }
2011 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2012
2013 /*
2014  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2015  */
2016 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2017 {
2018         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
2019 }
2020 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2021
2022 /*
2023  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2024  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2025  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2026  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2027  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2028  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2029  * some overhead: RCU still operates correctly.
2030  */
2031 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2032 {
2033         int ret;
2034
2035         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2036         preempt_disable();
2037         ret = num_online_cpus() <= 1;
2038         preempt_enable();
2039         return ret;
2040 }
2041
2042 /**
2043  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2044  *
2045  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2046  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2047  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2048  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2049  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2050  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2051  * rcu_read_lock_sched().
2052  *
2053  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2054  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2055  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2056  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2057  * handlers can run in process context, and can block.
2058  *
2059  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2060  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2061  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2062  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2063  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2064  */
2065 void synchronize_sched(void)
2066 {
2067         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2068                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2069                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2070                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2071         if (rcu_blocking_is_gp())
2072                 return;
2073         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2074 }
2075 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2076
2077 /**
2078  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2079  *
2080  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2081  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2082  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2083  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2084  * and may be nested.
2085  */
2086 void synchronize_rcu_bh(void)
2087 {
2088         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2089                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2090                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2091                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2092         if (rcu_blocking_is_gp())
2093                 return;
2094         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2095 }
2096 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2097
2098 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2099 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2100
2101 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2102 {
2103         /*
2104          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2105          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2106          * time that it returns.
2107          *
2108          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2109          * above condition is already met when the control reaches
2110          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2111          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2112          * robustness against future implementation changes.
2113          */
2114         smp_mb(); /* See above comment block. */
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 /**
2119  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2120  *
2121  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2122  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2123  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2124  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2125  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2126  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2127  * synchronize_sched() instead.
2128  *
2129  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2130  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2131  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2132  * these restriction will result in deadlock.
2133  *
2134  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2135  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2136  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2137  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2138  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2139  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2140  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2141  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2142  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2143  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2144  *
2145  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2146  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2147  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2148  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2149  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2150  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2151  * doing our work for us.
2152  *
2153  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2154  */
2155 void synchronize_sched_expedited(void)
2156 {
2157         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2158
2159         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2160         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2161         get_online_cpus();
2162         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2163
2164         /*
2165          * Each pass through the following loop attempts to force a
2166          * context switch on each CPU.
2167          */
2168         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2169                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2170                              NULL) == -EAGAIN) {
2171                 put_online_cpus();
2172
2173                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2174                 if (trycount++ < 10) {
2175                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2176                 } else {
2177                         synchronize_sched();
2178                         return;
2179                 }
2180
2181                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2182                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2183                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2184                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2185                         return;
2186                 }
2187
2188                 /*
2189                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2190                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2191                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2192                  * We retry after they started, so our grace period works
2193                  * for them, and they started after our first try, so their
2194                  * grace period works for us.
2195                  */
2196                 get_online_cpus();
2197                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2198                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2199         }
2200
2201         /*
2202          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2203          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2204          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2205          * than we did beat us to the punch.
2206          */
2207         do {
2208                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2209                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2210                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2211                         break;
2212                 }
2213         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2214
2215         put_online_cpus();
2216 }
2217 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2218
2219 /*
2220  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2221  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2222  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2223  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2224  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2225  */
2226 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2227 {
2228         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2229
2230         rdp->n_rcu_pending++;
2231
2232         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2233         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2234
2235         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2236         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2237             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2238                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2239         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2240                 rdp->n_rp_report_qs++;
2241                 return 1;
2242         }
2243
2244         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2245         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2246                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2247                 return 1;
2248         }
2249
2250         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2251         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2252                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2253                 return 1;
2254         }
2255
2256         /* Has another RCU grace period completed?  */
2257         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2258                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2259                 return 1;
2260         }
2261
2262         /* Has a new RCU grace period started? */
2263         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2264                 rdp->n_rp_gp_started++;
2265                 return 1;
2266         }
2267
2268         /* nothing to do */
2269         rdp->n_rp_need_nothing++;
2270         return 0;
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2275  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2276  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2277  */
2278 static int rcu_pending(int cpu)
2279 {
2280         struct rcu_state *rsp;
2281
2282         for_each_rcu_flavor(rsp)
2283                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2284                         return 1;
2285         return 0;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2290  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2291  * 1 if so.
2292  */
2293 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2294 {
2295         struct rcu_state *rsp;
2296
2297         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2298         for_each_rcu_flavor(rsp)
2299                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2300                         return 1;
2301         return 0;
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2306  * the compiler is expected to optimize this away.
2307  */
2308 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2309                                int cpu, unsigned long done)
2310 {
2311         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2312                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2317  * up the task executing _rcu_barrier().
2318  */
2319 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2320 {
2321         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2322         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2323
2324         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2325                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2326                 complete(&rsp->barrier_completion);
2327         } else {
2328                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2329         }
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2334  */
2335 static void rcu_barrier_func(void *type)
2336 {
2337         struct rcu_state *rsp = type;
2338         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2339
2340         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2341         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2342         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2343 }
2344
2345 /*
2346  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2347  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2348  */
2349 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2350 {
2351         int cpu;
2352         struct rcu_data *rdp;
2353         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2354         unsigned long snap_done;
2355
2356         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2357
2358         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2359         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2360
2361         /*
2362          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2363          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2364          */
2365         smp_mb();  /* See above block comment. */
2366
2367         /*
2368          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2369          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2370          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2371          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2372          */
2373         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2374         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2375         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2376                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2377                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2378                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2379                 return;
2380         }
2381
2382         /*
2383          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2384          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2385          * the increment to precede the early-exit check.
2386          */
2387         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2388         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2389         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2390         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2391
2392         /*
2393          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2394          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2395          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2396          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2397          */
2398         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2399         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2400         get_online_cpus();
2401
2402         /*
2403          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2404          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2405          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2406          */
2407         for_each_online_cpu(cpu) {
2408                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2409                 if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2410                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2411                                            rsp->n_barrier_done);
2412                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2413                 } else {
2414                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2415                                            rsp->n_barrier_done);
2416                 }
2417         }
2418         put_online_cpus();
2419
2420         /*
2421          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2422          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2423          */
2424         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2425                 complete(&rsp->barrier_completion);
2426
2427         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2428         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2429         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2430         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2431         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2432         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2433
2434         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2435         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2436
2437         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2438         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2439 }
2440
2441 /**
2442  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2443  */
2444 void rcu_barrier_bh(void)
2445 {
2446         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2447 }
2448 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2449
2450 /**
2451  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2452  */
2453 void rcu_barrier_sched(void)
2454 {
2455         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2456 }
2457 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2458
2459 /*
2460  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2461  */
2462 static void __init
2463 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2464 {
2465         unsigned long flags;
2466         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2467         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2468
2469         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2470         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2471         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2472         init_callback_list(rdp);
2473         rdp->qlen_lazy = 0;
2474         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2475         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2476         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2477         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2478         rdp->cpu = cpu;
2479         rdp->rsp = rsp;
2480         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2485  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2486  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2487  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2488  */
2489 static void __cpuinit
2490 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2491 {
2492         unsigned long flags;
2493         unsigned long mask;
2494         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2495         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2496
2497         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2498         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2499         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2500         rdp->preemptible = preemptible;
2501         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2502         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2503         rdp->blimit = blimit;
2504         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2505         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2506         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2507                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2508         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2509         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2510
2511         /*
2512          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2513          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2514          */
2515
2516         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2517         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2518
2519         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2520         rnp = rdp->mynode;
2521         mask = rdp->grpmask;
2522         do {
2523                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2524                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2525                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2526                 mask = rnp->grpmask;
2527                 if (rnp == rdp->mynode) {
2528                         /*
2529                          * If there is a grace period in progress, we will
2530                          * set up to wait for it next time we run the
2531                          * RCU core code.
2532                          */
2533                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2534                         rdp->completed = rnp->completed;
2535                         rdp->passed_quiesce = 0;
2536                         rdp->qs_pending = 0;
2537                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2538                 }
2539                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2540                 rnp = rnp->parent;
2541         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2542
2543         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2544 }
2545
2546 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2547 {
2548         struct rcu_state *rsp;
2549
2550         for_each_rcu_flavor(rsp)
2551                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2552                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Handle CPU online/offline notification events.
2557  */
2558 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2559                                     unsigned long action, void *hcpu)
2560 {
2561         long cpu = (long)hcpu;
2562         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2563         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2564         struct rcu_state *rsp;
2565
2566         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2567         switch (action) {
2568         case CPU_UP_PREPARE:
2569         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2570                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2571                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2572                 break;
2573         case CPU_ONLINE:
2574         case CPU_DOWN_FAILED:
2575                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2576                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2577                 break;
2578         case CPU_DOWN_PREPARE:
2579                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2580                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2581                 break;
2582         case CPU_DYING:
2583         case CPU_DYING_FROZEN:
2584                 /*
2585                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2586                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2587                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2588                  */
2589                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2590                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2591                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2592                 break;
2593         case CPU_DEAD:
2594         case CPU_DEAD_FROZEN:
2595         case CPU_UP_CANCELED:
2596         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2597                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2598                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2599                 break;
2600         default:
2601                 break;
2602         }
2603         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2604         return NOTIFY_OK;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2609  */
2610 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2611 {
2612         unsigned long flags;
2613         struct rcu_node *rnp;
2614         struct rcu_state *rsp;
2615         struct task_struct *t;
2616
2617         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2618                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2619                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2620                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2621                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2622                 rsp->gp_kthread = t;
2623                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2624         }
2625         return 0;
2626 }
2627 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2628
2629 /*
2630  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2631  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2632  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2633  * task is booting the system).  After this function is called, the
2634  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2635  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2636  */
2637 void rcu_scheduler_starting(void)
2638 {
2639         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2640         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2641         rcu_scheduler_active = 1;
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2646  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2647  */
2648 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2649 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2650 {
2651         int i;
2652
2653         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
2654                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2655         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
2656 }
2657 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2658 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2659 {
2660         int ccur;
2661         int cprv;
2662         int i;
2663
2664         cprv = nr_cpu_ids;
2665         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2666                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2667                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2668                 cprv = ccur;
2669         }
2670 }
2671 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2672
2673 /*
2674  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2675  */
2676 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2677                 struct rcu_data __percpu *rda)
2678 {
2679         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
2680                                "rcu_node_1",
2681                                "rcu_node_2",
2682                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2683         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
2684                                "rcu_node_fqs_1",
2685                                "rcu_node_fqs_2",
2686                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2687         int cpustride = 1;
2688         int i;
2689         int j;
2690         struct rcu_node *rnp;
2691
2692         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2693
2694         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2695
2696         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
2697                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
2698         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
2699                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2700         rcu_init_levelspread(rsp);
2701
2702         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2703
2704         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
2705                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2706                 rnp = rsp->level[i];
2707                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2708                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2709                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2710                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2711                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
2712                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
2713                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
2714                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
2715                         rnp->completed = rsp->completed;
2716                         rnp->qsmask = 0;
2717                         rnp->qsmaskinit = 0;
2718                         rnp->grplo = j * cpustride;
2719                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2720                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2721                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2722                         if (i == 0) {
2723                                 rnp->grpnum = 0;
2724                                 rnp->grpmask = 0;
2725                                 rnp->parent = NULL;
2726                         } else {
2727                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2728                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2729                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2730                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2731                         }
2732                         rnp->level = i;
2733                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2734                 }
2735         }
2736
2737         rsp->rda = rda;
2738         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
2739         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
2740         for_each_possible_cpu(i) {
2741                 while (i > rnp->grphi)
2742                         rnp++;
2743                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2744                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2745         }
2746         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
2751  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
2752  * the ->node array in the rcu_state structure.
2753  */
2754 static void __init rcu_init_geometry(void)
2755 {
2756         int i;
2757         int j;
2758         int n = nr_cpu_ids;
2759         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
2760
2761         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
2762         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
2763             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
2764                 return;
2765
2766         /*
2767          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
2768          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
2769          * some of the arithmetic easier.
2770          */
2771         rcu_capacity[0] = 1;
2772         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
2773         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2774                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
2775
2776         /*
2777          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
2778          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
2779          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
2780          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
2781          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
2782          * compile-time values if these limits are exceeded.
2783          */
2784         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
2785             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
2786             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
2787                 WARN_ON(1);
2788                 return;
2789         }
2790
2791         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
2792         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2793                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
2794                         for (j = 0; j <= i; j++)
2795                                 num_rcu_lvl[j] =
2796                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
2797                         rcu_num_lvls = i;
2798                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
2799                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
2800                         break;
2801                 }
2802
2803         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
2804         rcu_num_nodes = 0;
2805         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
2806                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
2807         rcu_num_nodes -= n;
2808 }
2809
2810 void __init rcu_init(void)
2811 {
2812         int cpu;
2813
2814         rcu_bootup_announce();
2815         rcu_init_geometry();
2816         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2817         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2818         __rcu_init_preempt();
2819          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2820
2821         /*
2822          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2823          * this is called early in boot, before either interrupts
2824          * or the scheduler are operational.
2825          */
2826         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2827         for_each_online_cpu(cpu)
2828                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2829         check_cpu_stall_init();
2830 }
2831
2832 #include "rcutree_plugin.h"