rcu: Add check for CPUs going offline with callbacks queued
[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
56 #include "rcutree.h"
57 #include <trace/events/rcu.h>
58
59 #include "rcu.h"
60
61 /* Data structures. */
62
63 static struct lock_class_key rcu_node_class[NUM_RCU_LVLS];
64
65 #define RCU_STATE_INITIALIZER(structname) { \
66         .level = { &structname##_state.node[0] }, \
67         .levelcnt = { \
68                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
69                 NUM_RCU_LVL_1, \
70                 NUM_RCU_LVL_2, \
71                 NUM_RCU_LVL_3, \
72                 NUM_RCU_LVL_4, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
73         }, \
74         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
75         .gpnum = -300, \
76         .completed = -300, \
77         .onofflock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.onofflock), \
78         .orphan_nxttail = &structname##_state.orphan_nxtlist, \
79         .orphan_donetail = &structname##_state.orphan_donelist, \
80         .fqslock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&structname##_state.fqslock), \
81         .n_force_qs = 0, \
82         .n_force_qs_ngp = 0, \
83         .name = #structname, \
84 }
85
86 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched);
87 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
88
89 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh);
90 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
91
92 static struct rcu_state *rcu_state;
93
94 /*
95  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
96  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
97  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
98  * optimized synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
99  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
100  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
101  * positives from lockdep-RCU error checking.
102  */
103 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
104 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
105
106 /*
107  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
108  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
109  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
110  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
111  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
112  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
113  *
114  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
115  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
116  * a time.
117  */
118 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
119
120 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
121
122 /*
123  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
124  * handle all flavors of RCU.
125  */
126 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
127 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
128 DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_kthread_cpu);
129 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
130 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
131
132 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
133
134 static void rcu_node_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
135 static void invoke_rcu_core(void);
136 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
137
138 /*
139  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
140  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
141  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
142  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
143  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
144  * These variables enable correlating rcutorture output with the
145  * RCU tracing information.
146  */
147 unsigned long rcutorture_testseq;
148 unsigned long rcutorture_vernum;
149
150 /* State information for rcu_barrier() and friends. */
151
152 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
153 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
154 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
155 static struct completion rcu_barrier_completion;
156
157 /*
158  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
159  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
160  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
161  */
162 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
163 {
164         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
165 }
166
167 /*
168  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
169  * how many quiescent states passed, just if there was at least
170  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
171  * The caller must have disabled preemption.
172  */
173 void rcu_sched_qs(int cpu)
174 {
175         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
176
177         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
178         barrier();
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         rdp->passed_quiesce_gpnum = rdp->gpnum;
189         barrier();
190         if (rdp->passed_quiesce == 0)
191                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
192         rdp->passed_quiesce = 1;
193 }
194
195 /*
196  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
197  * and requires special handling for preemptible RCU.
198  * The caller must have disabled preemption.
199  */
200 void rcu_note_context_switch(int cpu)
201 {
202         trace_rcu_utilization("Start context switch");
203         rcu_sched_qs(cpu);
204         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
205         trace_rcu_utilization("End context switch");
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
208
209 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
210         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
211         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
212 };
213
214 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
215 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
216 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
217
218 module_param(blimit, int, 0);
219 module_param(qhimark, int, 0);
220 module_param(qlowmark, int, 0);
221
222 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
223 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
224
225 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
226 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
227
228 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
229 static int rcu_pending(int cpu);
230
231 /*
232  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
233  */
234 long rcu_batches_completed_sched(void)
235 {
236         return rcu_sched_state.completed;
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
239
240 /*
241  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
242  */
243 long rcu_batches_completed_bh(void)
244 {
245         return rcu_bh_state.completed;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
248
249 /*
250  * Force a quiescent state for RCU BH.
251  */
252 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
253 {
254         force_quiescent_state(&rcu_bh_state, 0);
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
257
258 /*
259  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
260  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
261  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
262  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
263  * store this state in rcutorture itself.
264  */
265 void rcutorture_record_test_transition(void)
266 {
267         rcutorture_testseq++;
268         rcutorture_vernum = 0;
269 }
270 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
271
272 /*
273  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
274  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
275  * messages.
276  */
277 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
278 {
279         rcutorture_vernum++;
280 }
281 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
282
283 /*
284  * Force a quiescent state for RCU-sched.
285  */
286 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
287 {
288         force_quiescent_state(&rcu_sched_state, 0);
289 }
290 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
291
292 /*
293  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
294  */
295 static int
296 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
297 {
298         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
299 }
300
301 /*
302  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
303  */
304 static int
305 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
306 {
307         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
308 }
309
310 /*
311  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
312  */
313 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
314 {
315         return &rsp->node[0];
316 }
317
318 /*
319  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
320  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
321  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
322  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
323  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
324  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
325  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
326  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
327  * each and every time we start a new grace period.
328  */
329 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
330 {
331         /*
332          * If the CPU is offline for more than a jiffy, it is in a quiescent
333          * state.  We can trust its state not to change because interrupts
334          * are disabled.  The reason for the jiffy's worth of slack is to
335          * handle CPUs initializing on the way up and finding their way
336          * to the idle loop on the way down.
337          */
338         if (cpu_is_offline(rdp->cpu) &&
339             ULONG_CMP_LT(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies)) {
340                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
341                 rdp->offline_fqs++;
342                 return 1;
343         }
344         return 0;
345 }
346
347 /*
348  * rcu_idle_enter_common - inform RCU that current CPU is moving towards idle
349  *
350  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
351  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
352  * The caller must have disabled interrupts.
353  */
354 static void rcu_idle_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
355 {
356         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
357         if (!is_idle_task(current)) {
358                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
359
360                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
361                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
362                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
363                           current->pid, current->comm,
364                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
365         }
366         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
367         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
368         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
369         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
370         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
371         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
372
373         /*
374          * The idle task is not permitted to enter the idle loop while
375          * in an RCU read-side critical section.
376          */
377         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
378                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
379         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
380                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
381         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
382                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
383 }
384
385 /**
386  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
387  *
388  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
389  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
390  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
391  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
392  *
393  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
394  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
395  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
396  */
397 void rcu_idle_enter(void)
398 {
399         unsigned long flags;
400         long long oldval;
401         struct rcu_dynticks *rdtp;
402
403         local_irq_save(flags);
404         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
405         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
406         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
407         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
408                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
409         else
410                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
411         rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
412         local_irq_restore(flags);
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
415
416 /**
417  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
418  *
419  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
420  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
421  * sections can occur.
422  *
423  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
424  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
425  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
426  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
427  *
428  * Use things like work queues to work around this limitation.
429  *
430  * You have been warned.
431  */
432 void rcu_irq_exit(void)
433 {
434         unsigned long flags;
435         long long oldval;
436         struct rcu_dynticks *rdtp;
437
438         local_irq_save(flags);
439         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
440         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
441         rdtp->dynticks_nesting--;
442         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
443         if (rdtp->dynticks_nesting)
444                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
445         else
446                 rcu_idle_enter_common(rdtp, oldval);
447         local_irq_restore(flags);
448 }
449
450 /*
451  * rcu_idle_exit_common - inform RCU that current CPU is moving away from idle
452  *
453  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
454  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
455  * The caller must have disabled interrupts.
456  */
457 static void rcu_idle_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval)
458 {
459         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
460         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
461         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
462         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
463         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
464         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
465         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
466         if (!is_idle_task(current)) {
467                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
468
469                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
470                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
471                 ftrace_dump(DUMP_ALL);
472                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
473                           current->pid, current->comm,
474                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
475         }
476 }
477
478 /**
479  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
480  *
481  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
482  * read-side critical sections can occur.
483  *
484  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
485  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
486  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
487  * now starting.
488  */
489 void rcu_idle_exit(void)
490 {
491         unsigned long flags;
492         struct rcu_dynticks *rdtp;
493         long long oldval;
494
495         local_irq_save(flags);
496         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
497         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
498         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
499         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
500                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
501         else
502                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
503         rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
504         local_irq_restore(flags);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
507
508 /**
509  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
510  *
511  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
512  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
513  * sections can occur.
514  *
515  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
516  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
517  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
518  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
519  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
520  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
521  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
522  *
523  * Use things like work queues to work around this limitation.
524  *
525  * You have been warned.
526  */
527 void rcu_irq_enter(void)
528 {
529         unsigned long flags;
530         struct rcu_dynticks *rdtp;
531         long long oldval;
532
533         local_irq_save(flags);
534         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
535         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
536         rdtp->dynticks_nesting++;
537         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
538         if (oldval)
539                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
540         else
541                 rcu_idle_exit_common(rdtp, oldval);
542         local_irq_restore(flags);
543 }
544
545 /**
546  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to 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 active.
551  */
552 void rcu_nmi_enter(void)
553 {
554         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
555
556         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
557             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
558                 return;
559         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
560         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
561         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
562         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
563         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
564         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
565 }
566
567 /**
568  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
569  *
570  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
571  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
572  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
573  */
574 void rcu_nmi_exit(void)
575 {
576         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
577
578         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
579             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
580                 return;
581         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
582         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
583         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
584         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
585         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
586 }
587
588 /**
589  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
590  *
591  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
592  * or NMI handler, return true.
593  */
594 int rcu_is_cpu_idle(void)
595 {
596         int ret;
597
598         preempt_disable();
599         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
600         preempt_enable();
601         return ret;
602 }
603 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
604
605 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
606
607 /*
608  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
609  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
610  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
611  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
612  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
613  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
614  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
615  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
616  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
617  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
618  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
619  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
620  * notifiers.
621  *
622  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
623  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
624  *
625  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
626  * errors from NMI handlers anyway.
627  */
628 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
629 {
630         struct rcu_data *rdp;
631         struct rcu_node *rnp;
632         bool ret;
633
634         if (in_nmi())
635                 return 1;
636         preempt_disable();
637         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
638         rnp = rdp->mynode;
639         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
640               !rcu_scheduler_fully_active;
641         preempt_enable();
642         return ret;
643 }
644 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
645
646 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
647
648 /**
649  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
650  *
651  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
652  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
653  * disabled preemption.
654  */
655 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
656 {
657         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
658 }
659
660 /*
661  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
662  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
663  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
664  */
665 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
666 {
667         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
668         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
669 }
670
671 /*
672  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
673  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
674  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
675  * for this same CPU.
676  */
677 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
678 {
679         unsigned int curr;
680         unsigned int snap;
681
682         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
683         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
684
685         /*
686          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
687          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
688          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
689          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
690          * read-side critical section that started before the beginning
691          * of the current RCU grace period.
692          */
693         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
694                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
695                 rdp->dynticks_fqs++;
696                 return 1;
697         }
698
699         /* Go check for the CPU being offline. */
700         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
701 }
702
703 static int jiffies_till_stall_check(void)
704 {
705         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
706
707         /*
708          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
709          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
710          */
711         if (till_stall_check < 3) {
712                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
713                 till_stall_check = 3;
714         } else if (till_stall_check > 300) {
715                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
716                 till_stall_check = 300;
717         }
718         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
719 }
720
721 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
722 {
723         rsp->gp_start = jiffies;
724         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
725 }
726
727 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
728 {
729         int cpu;
730         long delta;
731         unsigned long flags;
732         int ndetected = 0;
733         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
734
735         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
736
737         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
738         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
739         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
740                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
741                 return;
742         }
743         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
744         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
745
746         /*
747          * OK, time to rat on our buddy...
748          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
749          * RCU CPU stall warnings.
750          */
751         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
752                rsp->name);
753         print_cpu_stall_info_begin();
754         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
755                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
756                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
757                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
758                 if (rnp->qsmask == 0)
759                         continue;
760                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
761                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
762                                 print_cpu_stall_info(rsp, rnp->grplo + cpu);
763                                 ndetected++;
764                         }
765         }
766
767         /*
768          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
769          * due to CPU offlining.
770          */
771         rnp = rcu_get_root(rsp);
772         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
773         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
774         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
775
776         print_cpu_stall_info_end();
777         printk(KERN_CONT "(detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
778                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
779         if (ndetected == 0)
780                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
781         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
782                 dump_stack();
783
784         /* If so configured, complain about tasks blocking the grace period. */
785
786         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
787
788         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
789 }
790
791 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
792 {
793         unsigned long flags;
794         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
795
796         /*
797          * OK, time to rat on ourselves...
798          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
799          * RCU CPU stall warnings.
800          */
801         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
802         print_cpu_stall_info_begin();
803         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
804         print_cpu_stall_info_end();
805         printk(KERN_CONT " (t=%lu jiffies)\n", jiffies - rsp->gp_start);
806         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
807                 dump_stack();
808
809         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
810         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
811                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
812                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
813         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
814
815         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
816 }
817
818 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
819 {
820         unsigned long j;
821         unsigned long js;
822         struct rcu_node *rnp;
823
824         if (rcu_cpu_stall_suppress)
825                 return;
826         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
827         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
828         rnp = rdp->mynode;
829         if ((ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
830
831                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
832                 print_cpu_stall(rsp);
833
834         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
835                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
836
837                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
838                 print_other_cpu_stall(rsp);
839         }
840 }
841
842 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
843 {
844         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
845         return NOTIFY_DONE;
846 }
847
848 /**
849  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
850  *
851  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
852  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
853  * RCU grace periods.
854  *
855  * The caller must disable hard irqs.
856  */
857 void rcu_cpu_stall_reset(void)
858 {
859         rcu_sched_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
860         rcu_bh_state.jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
861         rcu_preempt_stall_reset();
862 }
863
864 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
865         .notifier_call = rcu_panic,
866 };
867
868 static void __init check_cpu_stall_init(void)
869 {
870         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
871 }
872
873 /*
874  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
875  * This is used both when we started the grace period and when we notice
876  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
877  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
878  *  and must have irqs disabled.
879  */
880 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
881 {
882         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
883                 /*
884                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
885                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
886                  * go looking for one.
887                  */
888                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
889                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
890                 if (rnp->qsmask & rdp->grpmask) {
891                         rdp->qs_pending = 1;
892                         rdp->passed_quiesce = 0;
893                 } else
894                         rdp->qs_pending = 0;
895                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
896         }
897 }
898
899 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
900 {
901         unsigned long flags;
902         struct rcu_node *rnp;
903
904         local_irq_save(flags);
905         rnp = rdp->mynode;
906         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
907             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
908                 local_irq_restore(flags);
909                 return;
910         }
911         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
912         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
913 }
914
915 /*
916  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
917  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
918  * on the CPU corresponding to rdp.
919  */
920 static int
921 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
922 {
923         unsigned long flags;
924         int ret = 0;
925
926         local_irq_save(flags);
927         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
928                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
929                 ret = 1;
930         }
931         local_irq_restore(flags);
932         return ret;
933 }
934
935 /*
936  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
937  */
938 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
939 {
940         int i;
941
942         rdp->nxtlist = NULL;
943         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
944                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
945 }
946
947 /*
948  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
949  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
950  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
951  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
952  */
953 static void
954 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
955 {
956         /* Did another grace period end? */
957         if (rdp->completed != rnp->completed) {
958
959                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
960                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
961                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
962                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
963
964                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
965                 rdp->completed = rnp->completed;
966                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
967
968                 /*
969                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
970                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
971                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
972                  * spurious new grace periods.  If another grace period
973                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
974                  * we will detect this later on.
975                  */
976                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed))
977                         rdp->gpnum = rdp->completed;
978
979                 /*
980                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
981                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
982                  */
983                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
984                         rdp->qs_pending = 0;
985         }
986 }
987
988 /*
989  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
990  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
991  * belongs.
992  */
993 static void
994 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
995 {
996         unsigned long flags;
997         struct rcu_node *rnp;
998
999         local_irq_save(flags);
1000         rnp = rdp->mynode;
1001         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1002             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1003                 local_irq_restore(flags);
1004                 return;
1005         }
1006         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1007         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1012  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1013  * this CPU.
1014  */
1015 static void
1016 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1017 {
1018         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1019         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1020
1021         /*
1022          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
1023          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
1024          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
1025          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
1026          *
1027          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
1028          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
1029          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
1030          * by the next RCU grace period.
1031          */
1032         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1033         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1034
1035         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1036         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1041  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1042  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1043  * be disabled.
1044  *
1045  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1046  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1047  * quiescent state.
1048  */
1049 static void
1050 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1051         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1052 {
1053         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1054         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1055
1056         if (!rcu_scheduler_fully_active ||
1057             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1058                 /*
1059                  * Either the scheduler hasn't yet spawned the first
1060                  * non-idle task or this CPU does not need another
1061                  * grace period.  Either way, don't start a new grace
1062                  * period.
1063                  */
1064                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1065                 return;
1066         }
1067
1068         if (rsp->fqs_active) {
1069                 /*
1070                  * This CPU needs a grace period, but force_quiescent_state()
1071                  * is running.  Tell it to start one on this CPU's behalf.
1072                  */
1073                 rsp->fqs_need_gp = 1;
1074                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1075                 return;
1076         }
1077
1078         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1079         rsp->gpnum++;
1080         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1081         WARN_ON_ONCE(rsp->fqs_state == RCU_GP_INIT);
1082         rsp->fqs_state = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
1083         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1084         record_gp_stall_check_time(rsp);
1085         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
1086
1087         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1088         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
1089
1090         /*
1091          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1092          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1093          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
1094          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
1095          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
1096          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
1097          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1098          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1099          * CPU-hotplug operations.
1100          *
1101          * Note that the grace period cannot complete until we finish
1102          * the initialization process, as there will be at least one
1103          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
1104          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
1105          * irqs disabled.
1106          */
1107         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1108                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1109                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1110                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1111                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1112                 rnp->completed = rsp->completed;
1113                 if (rnp == rdp->mynode)
1114                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1115                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1116                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1117                                             rnp->level, rnp->grplo,
1118                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1119                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
1120         }
1121
1122         rnp = rcu_get_root(rsp);
1123         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
1124         rsp->fqs_state = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
1125         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
1126         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1127 }
1128
1129 /*
1130  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1131  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1132  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1133  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1134  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1135  */
1136 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1137         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1138 {
1139         unsigned long gp_duration;
1140         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1141         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1142
1143         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1144
1145         /*
1146          * Ensure that all grace-period and pre-grace-period activity
1147          * is seen before the assignment to rsp->completed.
1148          */
1149         smp_mb(); /* See above block comment. */
1150         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1151         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1152                 rsp->gp_max = gp_duration;
1153
1154         /*
1155          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1156          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1157          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1158          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1159          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1160          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1161          *
1162          * But if this CPU needs another grace period, it will take
1163          * care of this while initializing the next grace period.
1164          * We use RCU_WAIT_TAIL instead of the usual RCU_DONE_TAIL
1165          * because the callbacks have not yet been advanced: Those
1166          * callbacks are waiting on the grace period that just now
1167          * completed.
1168          */
1169         if (*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] == NULL) {
1170                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);     /* irqs remain disabled. */
1171
1172                 /*
1173                  * Propagate new ->completed value to rcu_node structures
1174                  * so that other CPUs don't have to wait until the start
1175                  * of the next grace period to process their callbacks.
1176                  */
1177                 rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1178                         raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1179                         rnp->completed = rsp->gpnum;
1180                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1181                 }
1182                 rnp = rcu_get_root(rsp);
1183                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1184         }
1185
1186         rsp->completed = rsp->gpnum;  /* Declare the grace period complete. */
1187         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1188         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1189         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1194  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1195  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1196  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1197  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1198  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1199  */
1200 static void
1201 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1202                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1203         __releases(rnp->lock)
1204 {
1205         struct rcu_node *rnp_c;
1206
1207         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1208         for (;;) {
1209                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1210
1211                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1212                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1213                         return;
1214                 }
1215                 rnp->qsmask &= ~mask;
1216                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1217                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1218                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1219                                                  !!rnp->gp_tasks);
1220                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1221
1222                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1223                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1224                         return;
1225                 }
1226                 mask = rnp->grpmask;
1227                 if (rnp->parent == NULL) {
1228
1229                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1230
1231                         break;
1232                 }
1233                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1234                 rnp_c = rnp;
1235                 rnp = rnp->parent;
1236                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1237                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1238         }
1239
1240         /*
1241          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1242          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1243          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1244          */
1245         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1250  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1251  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1252  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1253  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1254  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1255  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1256  */
1257 static void
1258 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastgp)
1259 {
1260         unsigned long flags;
1261         unsigned long mask;
1262         struct rcu_node *rnp;
1263
1264         rnp = rdp->mynode;
1265         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1266         if (lastgp != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum) {
1267
1268                 /*
1269                  * The grace period in which this quiescent state was
1270                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1271                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1272                  * within the current grace period.
1273                  */
1274                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1275                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1276                 return;
1277         }
1278         mask = rdp->grpmask;
1279         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1280                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1281         } else {
1282                 rdp->qs_pending = 0;
1283
1284                 /*
1285                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1286                  * callbacks can be processed during the next GP.
1287                  */
1288                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1289
1290                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1291         }
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1296  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1297  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1298  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1299  */
1300 static void
1301 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1302 {
1303         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1304         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1305                 return;
1306
1307         /*
1308          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1309          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1310          */
1311         if (!rdp->qs_pending)
1312                 return;
1313
1314         /*
1315          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1316          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1317          */
1318         if (!rdp->passed_quiesce)
1319                 return;
1320
1321         /*
1322          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1323          * judge of that).
1324          */
1325         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesce_gpnum);
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1329
1330 /*
1331  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1332  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1333  * ->onofflock.
1334  */
1335 static void
1336 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1337                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1338 {
1339         /*
1340          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1341          * because ->onofflock excludes _rcu_barrier()'s adoption of
1342          * the callbacks, thus no memory barrier is required.
1343          */
1344         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1345                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1346                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1347                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1348                 rdp->qlen_lazy = 0;
1349                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1350         }
1351
1352         /*
1353          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1354          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1355          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1356          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1357          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1358          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1359          * we just reset the whole thing later on.
1360          */
1361         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1362                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1363                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1364                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1365         }
1366
1367         /*
1368          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1369          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1370          * required to pass though another grace period: They are done.
1371          */
1372         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1373                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1374                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1375         }
1376
1377         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1378         init_callback_list(rdp);
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1383  * orphanage.  The caller must hold the ->onofflock.
1384  */
1385 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1386 {
1387         int i;
1388         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1389
1390         /*
1391          * If there is an rcu_barrier() operation in progress, then
1392          * only the task doing that operation is permitted to adopt
1393          * callbacks.  To do otherwise breaks rcu_barrier() and friends
1394          * by causing them to fail to wait for the callbacks in the
1395          * orphanage.
1396          */
1397         if (rsp->rcu_barrier_in_progress &&
1398             rsp->rcu_barrier_in_progress != current)
1399                 return;
1400
1401         /* Do the accounting first. */
1402         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1403         rdp->qlen += rsp->qlen;
1404         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1405         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1406                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1407         rsp->qlen_lazy = 0;
1408         rsp->qlen = 0;
1409
1410         /*
1411          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1412          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1413          * we are the task doing the rcu_barrier().
1414          */
1415
1416         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1417         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1418                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1419                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1420                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1421                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1422                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1423                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1424                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1425         }
1426
1427         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1428         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1429                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1430                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1431                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1432                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1433         }
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1438  */
1439 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1440 {
1441         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1442         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1443         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1444
1445         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1446         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1447                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1448                                "cpuofl");
1449 }
1450
1451 /*
1452  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1453  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1454  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1455  * adopting them, if there is no _rcu_barrier() instance running.
1456  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no other
1457  * CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1458  */
1459 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1460 {
1461         unsigned long flags;
1462         unsigned long mask;
1463         int need_report = 0;
1464         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1465         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1466
1467         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1468         rcu_stop_cpu_kthread(cpu);
1469         rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1470
1471         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1472
1473         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1474         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
1475
1476         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1477         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1478         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1479
1480         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1481         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1482         do {
1483                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1484                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1485                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1486                         if (rnp != rdp->mynode)
1487                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1488                         break;
1489                 }
1490                 if (rnp == rdp->mynode)
1491                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1492                 else
1493                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1494                 mask = rnp->grpmask;
1495                 rnp = rnp->parent;
1496         } while (rnp != NULL);
1497
1498         /*
1499          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1500          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1501          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->onofflock
1502          * held leads to deadlock.
1503          */
1504         raw_spin_unlock(&rsp->onofflock); /* irqs remain disabled. */
1505         rnp = rdp->mynode;
1506         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1507                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1508         else
1509                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1510         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1511                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1512         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1513                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1514                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1515 }
1516
1517 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1518
1519 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1520 {
1521 }
1522
1523 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1524 {
1525 }
1526
1527 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1528 {
1529 }
1530
1531 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1532
1533 /*
1534  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1535  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1536  */
1537 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1541         int bl, count, count_lazy, i;
1542
1543         /* If no callbacks are ready, just return.*/
1544         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1545                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1546                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1547                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1548                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1549                 return;
1550         }
1551
1552         /*
1553          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1554          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1555          */
1556         local_irq_save(flags);
1557         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1558         bl = rdp->blimit;
1559         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1560         list = rdp->nxtlist;
1561         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1562         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1563         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1564         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1565                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1566                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1567         local_irq_restore(flags);
1568
1569         /* Invoke callbacks. */
1570         count = count_lazy = 0;
1571         while (list) {
1572                 next = list->next;
1573                 prefetch(next);
1574                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1575                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1576                         count_lazy++;
1577                 list = next;
1578                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1579                 if (++count >= bl &&
1580                     (need_resched() ||
1581                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1582                         break;
1583         }
1584
1585         local_irq_save(flags);
1586         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1587                             is_idle_task(current),
1588                             rcu_is_callbacks_kthread());
1589
1590         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1591         if (list != NULL) {
1592                 *tail = rdp->nxtlist;
1593                 rdp->nxtlist = list;
1594                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1595                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1596                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1597                         else
1598                                 break;
1599         }
1600         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1601         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1602         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1603         rdp->n_cbs_invoked += count;
1604
1605         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1606         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1607                 rdp->blimit = blimit;
1608
1609         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1610         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1611                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1612                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1613         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1614                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1615
1616         local_irq_restore(flags);
1617
1618         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1619         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1620                 invoke_rcu_core();
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1625  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1626  * Also schedule RCU core processing.
1627  *
1628  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1629  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1630  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1631  */
1632 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1633 {
1634         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1635         increment_cpu_stall_ticks();
1636         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1637
1638                 /*
1639                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1640                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1641                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1642                  * a quiescent state, so note it.
1643                  *
1644                  * No memory barrier is required here because both
1645                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1646                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1647                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1648                  */
1649
1650                 rcu_sched_qs(cpu);
1651                 rcu_bh_qs(cpu);
1652
1653         } else if (!in_softirq()) {
1654
1655                 /*
1656                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1657                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1658                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1659                  * critical section, so note it.
1660                  */
1661
1662                 rcu_bh_qs(cpu);
1663         }
1664         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1665         if (rcu_pending(cpu))
1666                 invoke_rcu_core();
1667         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1672  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1673  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
1674  *
1675  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
1676  */
1677 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
1678 {
1679         unsigned long bit;
1680         int cpu;
1681         unsigned long flags;
1682         unsigned long mask;
1683         struct rcu_node *rnp;
1684
1685         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1686                 mask = 0;
1687                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1688                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1689                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1690                         return;
1691                 }
1692                 if (rnp->qsmask == 0) {
1693                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
1694                         continue;
1695                 }
1696                 cpu = rnp->grplo;
1697                 bit = 1;
1698                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1699                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
1700                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
1701                                 mask |= bit;
1702                 }
1703                 if (mask != 0) {
1704
1705                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
1706                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
1707                         continue;
1708                 }
1709                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1710         }
1711         rnp = rcu_get_root(rsp);
1712         if (rnp->qsmask == 0) {
1713                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1714                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
1715         }
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1720  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1721  */
1722 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1723 {
1724         unsigned long flags;
1725         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1726
1727         trace_rcu_utilization("Start fqs");
1728         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1729                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1730                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1731         }
1732         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1733                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1734                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1735                 return; /* Someone else is already on the job. */
1736         }
1737         if (relaxed && ULONG_CMP_GE(rsp->jiffies_force_qs, jiffies))
1738                 goto unlock_fqs_ret; /* no emergency and done recently. */
1739         rsp->n_force_qs++;
1740         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1741         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1742         if(!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1743                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1744                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1745                 goto unlock_fqs_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1746         }
1747         rsp->fqs_active = 1;
1748         switch (rsp->fqs_state) {
1749         case RCU_GP_IDLE:
1750         case RCU_GP_INIT:
1751
1752                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1753
1754         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1755                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1756                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1757
1758                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1759
1760                 /* Record dyntick-idle state. */
1761                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1762                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1763                 if (rcu_gp_in_progress(rsp))
1764                         rsp->fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1765                 break;
1766
1767         case RCU_FORCE_QS:
1768
1769                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1770                 raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1771                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1772
1773                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1774
1775                 raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled */
1776                 break;
1777         }
1778         rsp->fqs_active = 0;
1779         if (rsp->fqs_need_gp) {
1780                 raw_spin_unlock(&rsp->fqslock); /* irqs remain disabled */
1781                 rsp->fqs_need_gp = 0;
1782                 rcu_start_gp(rsp, flags); /* releases rnp->lock */
1783                 trace_rcu_utilization("End fqs");
1784                 return;
1785         }
1786         raw_spin_unlock(&rnp->lock);  /* irqs remain disabled */
1787 unlock_fqs_ret:
1788         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1789         trace_rcu_utilization("End fqs");
1790 }
1791
1792 /*
1793  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
1794  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
1795  * whom the rdp belongs.
1796  */
1797 static void
1798 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1799 {
1800         unsigned long flags;
1801
1802         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1803
1804         /*
1805          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1806          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1807          */
1808         if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1809                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1810
1811         /*
1812          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1813          * period that some other CPU ended.
1814          */
1815         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1816
1817         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1818         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1819
1820         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1821         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1822                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1823                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1824         }
1825
1826         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1827         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1828                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Do RCU core processing for the current CPU.
1833  */
1834 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1835 {
1836         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
1837         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1838                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1839         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1840         rcu_preempt_process_callbacks();
1841         trace_rcu_utilization("End RCU core");
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
1846  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
1847  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
1848  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
1849  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
1850  */
1851 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1852 {
1853         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
1854                 return;
1855         if (likely(!rsp->boost)) {
1856                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
1857                 return;
1858         }
1859         invoke_rcu_callbacks_kthread();
1860 }
1861
1862 static void invoke_rcu_core(void)
1863 {
1864         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
1869  */
1870 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
1871                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
1872 {
1873         /*
1874          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
1875          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
1876          */
1877         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
1878                 invoke_rcu_core();
1879
1880         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
1881         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
1882                 return;
1883
1884         /*
1885          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1886          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1887          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1888          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1889          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1890          */
1891         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1892
1893                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
1894                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1895                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1896
1897                 /* Start a new grace period if one not already started. */
1898                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1899                         unsigned long nestflag;
1900                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1901
1902                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1903                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
1904                 } else {
1905                         /* Give the grace period a kick. */
1906                         rdp->blimit = LONG_MAX;
1907                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1908                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1909                                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1910                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1911                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1912                 }
1913         } else if (ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies))
1914                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1915 }
1916
1917 static void
1918 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1919            struct rcu_state *rsp, bool lazy)
1920 {
1921         unsigned long flags;
1922         struct rcu_data *rdp;
1923
1924         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
1925         debug_rcu_head_queue(head);
1926         head->func = func;
1927         head->next = NULL;
1928
1929         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1930
1931         /*
1932          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1933          * Note that we might see a beginning right after we see an
1934          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1935          * a quiescent state betweentimes.
1936          */
1937         local_irq_save(flags);
1938         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1939
1940         /* Add the callback to our list. */
1941         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
1942         if (lazy)
1943                 rdp->qlen_lazy++;
1944         else
1945                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1946         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
1947         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1948         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1949
1950         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
1951                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
1952                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1953         else
1954                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
1955
1956         /* Go handle any RCU core processing required. */
1957         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
1958         local_irq_restore(flags);
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1963  */
1964 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1965 {
1966         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, 0);
1967 }
1968 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1969
1970 /*
1971  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
1972  */
1973 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1974 {
1975         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, 0);
1976 }
1977 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1978
1979 /*
1980  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
1981  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
1982  * if there is only one CPU online at any point time during execution
1983  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
1984  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
1985  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
1986  * some overhead: RCU still operates correctly.
1987  */
1988 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
1989 {
1990         int ret;
1991
1992         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
1993         preempt_disable();
1994         ret = num_online_cpus() <= 1;
1995         preempt_enable();
1996         return ret;
1997 }
1998
1999 /**
2000  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2001  *
2002  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2003  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2004  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2005  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2006  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2007  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2008  * rcu_read_lock_sched().
2009  *
2010  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2011  * hardware-interrupt handlers, in progress on entry will have completed
2012  * before this primitive returns.  However, this does not guarantee that
2013  * softirq handlers will have completed, since in some kernels, these
2014  * handlers can run in process context, and can block.
2015  *
2016  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2017  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2018  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2019  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2020  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2021  */
2022 void synchronize_sched(void)
2023 {
2024         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2025                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2026                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2027                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2028         if (rcu_blocking_is_gp())
2029                 return;
2030         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2031 }
2032 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2033
2034 /**
2035  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2036  *
2037  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2038  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2039  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2040  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2041  * and may be nested.
2042  */
2043 void synchronize_rcu_bh(void)
2044 {
2045         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2046                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2047                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2048                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2049         if (rcu_blocking_is_gp())
2050                 return;
2051         wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2052 }
2053 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2054
2055 static atomic_t sync_sched_expedited_started = ATOMIC_INIT(0);
2056 static atomic_t sync_sched_expedited_done = ATOMIC_INIT(0);
2057
2058 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2059 {
2060         /*
2061          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2062          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2063          * time that it returns.
2064          *
2065          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2066          * above condition is already met when the control reaches
2067          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2068          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2069          * robustness against future implementation changes.
2070          */
2071         smp_mb(); /* See above comment block. */
2072         return 0;
2073 }
2074
2075 /**
2076  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2077  *
2078  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2079  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2080  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2081  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2082  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2083  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2084  * synchronize_sched() instead.
2085  *
2086  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2087  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2088  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2089  * these restriction will result in deadlock.
2090  *
2091  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2092  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2093  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2094  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2095  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2096  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2097  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2098  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2099  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2100  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2101  *
2102  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2103  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2104  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2105  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2106  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2107  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2108  * doing our work for us.
2109  *
2110  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2111  */
2112 void synchronize_sched_expedited(void)
2113 {
2114         int firstsnap, s, snap, trycount = 0;
2115
2116         /* Note that atomic_inc_return() implies full memory barrier. */
2117         firstsnap = snap = atomic_inc_return(&sync_sched_expedited_started);
2118         get_online_cpus();
2119         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2120
2121         /*
2122          * Each pass through the following loop attempts to force a
2123          * context switch on each CPU.
2124          */
2125         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2126                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2127                              NULL) == -EAGAIN) {
2128                 put_online_cpus();
2129
2130                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2131                 if (trycount++ < 10)
2132                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2133                 else {
2134                         synchronize_sched();
2135                         return;
2136                 }
2137
2138                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2139                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2140                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)firstsnap)) {
2141                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2142                         return;
2143                 }
2144
2145                 /*
2146                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2147                  * callers to piggyback on our grace period.  We subtract
2148                  * 1 to get the same token that the last incrementer got.
2149                  * We retry after they started, so our grace period works
2150                  * for them, and they started after our first try, so their
2151                  * grace period works for us.
2152                  */
2153                 get_online_cpus();
2154                 snap = atomic_read(&sync_sched_expedited_started);
2155                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2156         }
2157
2158         /*
2159          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2160          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2161          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2162          * than we did beat us to the punch.
2163          */
2164         do {
2165                 s = atomic_read(&sync_sched_expedited_done);
2166                 if (UINT_CMP_GE((unsigned)s, (unsigned)snap)) {
2167                         smp_mb(); /* ensure test happens before caller kfree */
2168                         break;
2169                 }
2170         } while (atomic_cmpxchg(&sync_sched_expedited_done, s, snap) != s);
2171
2172         put_online_cpus();
2173 }
2174 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2175
2176 /*
2177  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2178  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2179  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2180  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2181  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2182  */
2183 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2184 {
2185         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2186
2187         rdp->n_rcu_pending++;
2188
2189         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2190         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2191
2192         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2193         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2194             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2195
2196                 /*
2197                  * If force_quiescent_state() coming soon and this CPU
2198                  * needs a quiescent state, and this is either RCU-sched
2199                  * or RCU-bh, force a local reschedule.
2200                  */
2201                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2202                 if (!rdp->preemptible &&
2203                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - 1,
2204                                  jiffies))
2205                         set_need_resched();
2206         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2207                 rdp->n_rp_report_qs++;
2208                 return 1;
2209         }
2210
2211         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2212         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2213                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2214                 return 1;
2215         }
2216
2217         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2218         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2219                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2220                 return 1;
2221         }
2222
2223         /* Has another RCU grace period completed?  */
2224         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2225                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2226                 return 1;
2227         }
2228
2229         /* Has a new RCU grace period started? */
2230         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2231                 rdp->n_rp_gp_started++;
2232                 return 1;
2233         }
2234
2235         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
2236         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2237             ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs), jiffies)) {
2238                 rdp->n_rp_need_fqs++;
2239                 return 1;
2240         }
2241
2242         /* nothing to do */
2243         rdp->n_rp_need_nothing++;
2244         return 0;
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2249  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2250  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2251  */
2252 static int rcu_pending(int cpu)
2253 {
2254         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
2255                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
2256                rcu_preempt_pending(cpu);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2261  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2262  * 1 if so.
2263  */
2264 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2265 {
2266         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2267         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
2268                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
2269                rcu_preempt_cpu_has_callbacks(cpu);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2274  * up the task executing _rcu_barrier().
2275  */
2276 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
2277 {
2278         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2279                 complete(&rcu_barrier_completion);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2284  */
2285 static void rcu_barrier_func(void *type)
2286 {
2287         int cpu = smp_processor_id();
2288         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
2289         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
2290                               void (*func)(struct rcu_head *head));
2291
2292         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2293         call_rcu_func = type;
2294         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2299  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2300  */
2301 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
2302                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
2303                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
2304 {
2305         int cpu;
2306         unsigned long flags;
2307         struct rcu_data *rdp;
2308         struct rcu_head rh;
2309
2310         init_rcu_head_on_stack(&rh);
2311
2312         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2313         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
2314
2315         smp_mb();  /* Prevent any prior operations from leaking in. */
2316
2317         /*
2318          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2319          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2320          * (or preemption of this task).  Also flag this task as doing
2321          * an rcu_barrier().  This will prevent anyone else from adopting
2322          * orphaned callbacks, which could cause otherwise failure if a
2323          * CPU went offline and quickly came back online.  To see this,
2324          * consider the following sequence of events:
2325          *
2326          * 1.   We cause CPU 0 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2327          * 2.   CPU 1 goes offline, orphaning its callbacks.
2328          * 3.   CPU 0 adopts CPU 1's orphaned callbacks.
2329          * 4.   CPU 1 comes back online.
2330          * 5.   We cause CPU 1 to post an rcu_barrier_callback() callback.
2331          * 6.   Both rcu_barrier_callback() callbacks are invoked, awakening
2332          *      us -- but before CPU 1's orphaned callbacks are invoked!!!
2333          */
2334         init_completion(&rcu_barrier_completion);
2335         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
2336         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2337         rsp->rcu_barrier_in_progress = current;
2338         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2339
2340         /*
2341          * Force every CPU with callbacks to register a new callback
2342          * that will tell us when all the preceding callbacks have
2343          * been invoked.  If an offline CPU has callbacks, wait for
2344          * it to either come back online or to finish orphaning those
2345          * callbacks.
2346          */
2347         for_each_possible_cpu(cpu) {
2348                 preempt_disable();
2349                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2350                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
2351                         preempt_enable();
2352                         while (cpu_is_offline(cpu) && ACCESS_ONCE(rdp->qlen))
2353                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2354                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2355                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func,
2356                                                  (void *)call_rcu_func, 1);
2357                         preempt_enable();
2358                 } else {
2359                         preempt_enable();
2360                 }
2361         }
2362
2363         /*
2364          * Now that all online CPUs have rcu_barrier_callback() callbacks
2365          * posted, we can adopt all of the orphaned callbacks and place
2366          * an rcu_barrier_callback() callback after them.  When that is done,
2367          * we are guaranteed to have an rcu_barrier_callback() callback
2368          * following every callback that could possibly have been
2369          * registered before _rcu_barrier() was called.
2370          */
2371         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
2372         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
2373         rsp->rcu_barrier_in_progress = NULL;
2374         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2375         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
2376         smp_mb__after_atomic_inc(); /* Ensure atomic_inc() before callback. */
2377         call_rcu_func(&rh, rcu_barrier_callback);
2378
2379         /*
2380          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2381          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2382          */
2383         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
2384                 complete(&rcu_barrier_completion);
2385
2386         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2387         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
2388
2389         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2390         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
2391
2392         destroy_rcu_head_on_stack(&rh);
2393 }
2394
2395 /**
2396  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2397  */
2398 void rcu_barrier_bh(void)
2399 {
2400         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
2401 }
2402 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2403
2404 /**
2405  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2406  */
2407 void rcu_barrier_sched(void)
2408 {
2409         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
2410 }
2411 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2412
2413 /*
2414  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2415  */
2416 static void __init
2417 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2418 {
2419         unsigned long flags;
2420         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2421         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2422
2423         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2424         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2425         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2426         init_callback_list(rdp);
2427         rdp->qlen_lazy = 0;
2428         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2429         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2430         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2431         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2432         rdp->cpu = cpu;
2433         rdp->rsp = rsp;
2434         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2439  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2440  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2441  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2442  */
2443 static void __cpuinit
2444 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2445 {
2446         unsigned long flags;
2447         unsigned long mask;
2448         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2449         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2450
2451         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2452         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2453         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2454         rdp->preemptible = preemptible;
2455         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2456         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2457         rdp->blimit = blimit;
2458         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2459         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2460                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2461         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2462         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2463
2464         /*
2465          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
2466          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
2467          */
2468
2469         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
2470         raw_spin_lock(&rsp->onofflock);         /* irqs already disabled. */
2471
2472         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2473         rnp = rdp->mynode;
2474         mask = rdp->grpmask;
2475         do {
2476                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2477                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2478                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2479                 mask = rnp->grpmask;
2480                 if (rnp == rdp->mynode) {
2481                         /*
2482                          * If there is a grace period in progress, we will
2483                          * set up to wait for it next time we run the
2484                          * RCU core code.
2485                          */
2486                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2487                         rdp->completed = rnp->completed;
2488                         rdp->passed_quiesce = 0;
2489                         rdp->qs_pending = 0;
2490                         rdp->passed_quiesce_gpnum = rnp->gpnum - 1;
2491                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2492                 }
2493                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2494                 rnp = rnp->parent;
2495         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2496
2497         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
2498 }
2499
2500 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2501 {
2502         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
2503         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
2504         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Handle CPU online/offline notification events.
2509  */
2510 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2511                                     unsigned long action, void *hcpu)
2512 {
2513         long cpu = (long)hcpu;
2514         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2515         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2516
2517         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2518         switch (action) {
2519         case CPU_UP_PREPARE:
2520         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2521                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2522                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2523                 break;
2524         case CPU_ONLINE:
2525         case CPU_DOWN_FAILED:
2526                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2527                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 1);
2528                 break;
2529         case CPU_DOWN_PREPARE:
2530                 rcu_node_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2531                 rcu_cpu_kthread_setrt(cpu, 0);
2532                 break;
2533         case CPU_DYING:
2534         case CPU_DYING_FROZEN:
2535                 /*
2536                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2537                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2538                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2539                  */
2540                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_bh_state);
2541                 rcu_cleanup_dying_cpu(&rcu_sched_state);
2542                 rcu_preempt_cleanup_dying_cpu();
2543                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2544                 break;
2545         case CPU_DEAD:
2546         case CPU_DEAD_FROZEN:
2547         case CPU_UP_CANCELED:
2548         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2549                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
2550                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
2551                 rcu_preempt_cleanup_dead_cpu(cpu);
2552                 break;
2553         default:
2554                 break;
2555         }
2556         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2557         return NOTIFY_OK;
2558 }
2559
2560 /*
2561  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2562  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2563  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2564  * task is booting the system).  After this function is called, the
2565  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2566  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2567  */
2568 void rcu_scheduler_starting(void)
2569 {
2570         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2571         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2572         rcu_scheduler_active = 1;
2573 }
2574
2575 /*
2576  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2577  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2578  */
2579 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
2580 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2581 {
2582         int i;
2583
2584         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i > 0; i--)
2585                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
2586         rsp->levelspread[0] = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
2587 }
2588 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2589 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
2590 {
2591         int ccur;
2592         int cprv;
2593         int i;
2594
2595         cprv = NR_CPUS;
2596         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2597                 ccur = rsp->levelcnt[i];
2598                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
2599                 cprv = ccur;
2600         }
2601 }
2602 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
2603
2604 /*
2605  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
2606  */
2607 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
2608                 struct rcu_data __percpu *rda)
2609 {
2610         static char *buf[] = { "rcu_node_level_0",
2611                                "rcu_node_level_1",
2612                                "rcu_node_level_2",
2613                                "rcu_node_level_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
2614         int cpustride = 1;
2615         int i;
2616         int j;
2617         struct rcu_node *rnp;
2618
2619         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
2620
2621         /* Initialize the level-tracking arrays. */
2622
2623         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
2624                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
2625         rcu_init_levelspread(rsp);
2626
2627         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
2628
2629         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
2630                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
2631                 rnp = rsp->level[i];
2632                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
2633                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
2634                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
2635                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
2636                         rnp->gpnum = 0;
2637                         rnp->qsmask = 0;
2638                         rnp->qsmaskinit = 0;
2639                         rnp->grplo = j * cpustride;
2640                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
2641                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
2642                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
2643                         if (i == 0) {
2644                                 rnp->grpnum = 0;
2645                                 rnp->grpmask = 0;
2646                                 rnp->parent = NULL;
2647                         } else {
2648                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
2649                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
2650                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
2651                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
2652                         }
2653                         rnp->level = i;
2654                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
2655                 }
2656         }
2657
2658         rsp->rda = rda;
2659         rnp = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
2660         for_each_possible_cpu(i) {
2661                 while (i > rnp->grphi)
2662                         rnp++;
2663                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
2664                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
2665         }
2666 }
2667
2668 void __init rcu_init(void)
2669 {
2670         int cpu;
2671
2672         rcu_bootup_announce();
2673         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
2674         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
2675         __rcu_init_preempt();
2676          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
2677
2678         /*
2679          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
2680          * this is called early in boot, before either interrupts
2681          * or the scheduler are operational.
2682          */
2683         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
2684         for_each_online_cpu(cpu)
2685                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
2686         check_cpu_stall_init();
2687 }
2688
2689 #include "rcutree_plugin.h"