rcu: Introduce proper blocking to no-CBs kthreads GP waits
[linux-3.10.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56
57 #include "rcutree.h"
58 #include <trace/events/rcu.h>
59
60 #include "rcu.h"
61
62 /* Data structures. */
63
64 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
65 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
66
67 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, cr) { \
68         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
69         .call = cr, \
70         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
71         .gpnum = 0UL - 300UL, \
72         .completed = 0UL - 300UL, \
73         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
74         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
75         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
76         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
77         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
78         .name = #sname, \
79 }
80
81 struct rcu_state rcu_sched_state =
82         RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, call_rcu_sched);
83 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
84
85 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, call_rcu_bh);
86 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
87
88 static struct rcu_state *rcu_state;
89 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
90
91 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
92 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
93 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
94 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
95 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
96         NUM_RCU_LVL_0,
97         NUM_RCU_LVL_1,
98         NUM_RCU_LVL_2,
99         NUM_RCU_LVL_3,
100         NUM_RCU_LVL_4,
101 };
102 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
103
104 /*
105  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
106  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
107  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
108  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
109  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
110  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
111  * positives from lockdep-RCU error checking.
112  */
113 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
118  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
119  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
120  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
121  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
122  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
123  *
124  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
125  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
126  * a time.
127  */
128 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
129
130 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
131
132 /*
133  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
134  * handle all flavors of RCU.
135  */
136 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
137 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
138 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
139 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
140
141 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
142
143 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
144 static void invoke_rcu_core(void);
145 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
146
147 /*
148  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
149  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
150  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
151  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
152  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
153  * These variables enable correlating rcutorture output with the
154  * RCU tracing information.
155  */
156 unsigned long rcutorture_testseq;
157 unsigned long rcutorture_vernum;
158
159 /*
160  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
161  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
162  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
163  */
164 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
165 {
166         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
167 }
168
169 /*
170  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
171  * how many quiescent states passed, just if there was at least
172  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
173  * The caller must have disabled preemption.
174  */
175 void rcu_sched_qs(int cpu)
176 {
177         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
178
179         if (rdp->passed_quiesce == 0)
180                 trace_rcu_grace_period("rcu_sched", rdp->gpnum, "cpuqs");
181         rdp->passed_quiesce = 1;
182 }
183
184 void rcu_bh_qs(int cpu)
185 {
186         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
187
188         if (rdp->passed_quiesce == 0)
189                 trace_rcu_grace_period("rcu_bh", rdp->gpnum, "cpuqs");
190         rdp->passed_quiesce = 1;
191 }
192
193 /*
194  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
195  * and requires special handling for preemptible RCU.
196  * The caller must have disabled preemption.
197  */
198 void rcu_note_context_switch(int cpu)
199 {
200         trace_rcu_utilization("Start context switch");
201         rcu_sched_qs(cpu);
202         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
203         trace_rcu_utilization("End context switch");
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
206
207 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
208         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
209         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
210 };
211
212 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
213 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
214 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
215
216 module_param(blimit, long, 0444);
217 module_param(qhimark, long, 0444);
218 module_param(qlowmark, long, 0444);
219
220 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
221 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
222
223 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
224 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
225
226 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
227 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
228 static int rcu_pending(int cpu);
229
230 /*
231  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
232  */
233 long rcu_batches_completed_sched(void)
234 {
235         return rcu_sched_state.completed;
236 }
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
238
239 /*
240  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
241  */
242 long rcu_batches_completed_bh(void)
243 {
244         return rcu_bh_state.completed;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
247
248 /*
249  * Force a quiescent state for RCU BH.
250  */
251 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
252 {
253         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
256
257 /*
258  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
259  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
260  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
261  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
262  * store this state in rcutorture itself.
263  */
264 void rcutorture_record_test_transition(void)
265 {
266         rcutorture_testseq++;
267         rcutorture_vernum = 0;
268 }
269 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
270
271 /*
272  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
273  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
274  * messages.
275  */
276 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
277 {
278         rcutorture_vernum++;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
281
282 /*
283  * Force a quiescent state for RCU-sched.
284  */
285 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
286 {
287         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
290
291 /*
292  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
293  */
294 static int
295 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
296 {
297         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
298                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
299 }
300
301 /*
302  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
303  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
304  * normal callback registry.
305  */
306 static int
307 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
308 {
309         int i;
310
311         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
312                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
313         if (rcu_nocb_needs_gp(rsp))
314                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
315         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
316                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
317         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
318                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
319         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
320                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
321                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
322                                  rdp->nxtcompleted[i]))
323                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
324         return 0; /* No grace period needed. */
325 }
326
327 /*
328  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
329  */
330 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
331 {
332         return &rsp->node[0];
333 }
334
335 /*
336  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
337  *
338  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
339  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
340  * The caller must have disabled interrupts.
341  */
342 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
343                                 bool user)
344 {
345         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
346         if (!user && !is_idle_task(current)) {
347                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
348
349                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
350                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
351                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
352                           current->pid, current->comm,
353                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
354         }
355         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
356         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
357         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
358         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
359         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
360         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
361
362         /*
363          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
364          * in an RCU read-side critical section.
365          */
366         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
367                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
368         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
369                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
370         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
371                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
372 }
373
374 /*
375  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
376  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
377  */
378 static void rcu_eqs_enter(bool user)
379 {
380         long long oldval;
381         struct rcu_dynticks *rdtp;
382
383         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
384         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
385         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
386         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
387                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
388         else
389                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
390         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
391 }
392
393 /**
394  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
395  *
396  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
397  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
398  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
399  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
400  *
401  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
402  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
403  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
404  */
405 void rcu_idle_enter(void)
406 {
407         unsigned long flags;
408
409         local_irq_save(flags);
410         rcu_eqs_enter(false);
411         local_irq_restore(flags);
412 }
413 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
414
415 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
416 /**
417  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
418  *
419  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
420  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
421  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
422  * when the CPU runs in userspace.
423  */
424 void rcu_user_enter(void)
425 {
426         rcu_eqs_enter(1);
427 }
428
429 /**
430  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
431  * after the current irq returns.
432  *
433  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
434  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
435  * returns.
436  */
437 void rcu_user_enter_after_irq(void)
438 {
439         unsigned long flags;
440         struct rcu_dynticks *rdtp;
441
442         local_irq_save(flags);
443         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
444         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
445         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
446         rdtp->dynticks_nesting = 1;
447         local_irq_restore(flags);
448 }
449 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
450
451 /**
452  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
453  *
454  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
455  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
456  * sections can occur.
457  *
458  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
459  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
460  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
461  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
462  *
463  * Use things like work queues to work around this limitation.
464  *
465  * You have been warned.
466  */
467 void rcu_irq_exit(void)
468 {
469         unsigned long flags;
470         long long oldval;
471         struct rcu_dynticks *rdtp;
472
473         local_irq_save(flags);
474         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
475         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
476         rdtp->dynticks_nesting--;
477         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
478         if (rdtp->dynticks_nesting)
479                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
480         else
481                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
482         local_irq_restore(flags);
483 }
484
485 /*
486  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
487  *
488  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
489  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
490  * The caller must have disabled interrupts.
491  */
492 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
493                                int user)
494 {
495         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
496         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
497         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
498         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
499         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
500         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
501         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
502         if (!user && !is_idle_task(current)) {
503                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
504
505                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
506                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
507                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
508                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
509                           current->pid, current->comm,
510                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
511         }
512 }
513
514 /*
515  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
516  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
517  */
518 static void rcu_eqs_exit(bool user)
519 {
520         struct rcu_dynticks *rdtp;
521         long long oldval;
522
523         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
524         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
525         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
526         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
527                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
528         else
529                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
530         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
531 }
532
533 /**
534  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
535  *
536  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
537  * read-side critical sections can occur.
538  *
539  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
540  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
541  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
542  * now starting.
543  */
544 void rcu_idle_exit(void)
545 {
546         unsigned long flags;
547
548         local_irq_save(flags);
549         rcu_eqs_exit(false);
550         local_irq_restore(flags);
551 }
552 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
553
554 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
555 /**
556  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
557  *
558  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
559  * run a RCU read side critical section anytime.
560  */
561 void rcu_user_exit(void)
562 {
563         rcu_eqs_exit(1);
564 }
565
566 /**
567  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
568  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
569  *
570  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
571  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
572  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
573  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
574  */
575 void rcu_user_exit_after_irq(void)
576 {
577         unsigned long flags;
578         struct rcu_dynticks *rdtp;
579
580         local_irq_save(flags);
581         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
582         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
583         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
584         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
585         local_irq_restore(flags);
586 }
587 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
588
589 /**
590  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
591  *
592  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
593  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
594  * sections can occur.
595  *
596  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
597  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
598  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
599  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
600  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
601  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
602  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
603  *
604  * Use things like work queues to work around this limitation.
605  *
606  * You have been warned.
607  */
608 void rcu_irq_enter(void)
609 {
610         unsigned long flags;
611         struct rcu_dynticks *rdtp;
612         long long oldval;
613
614         local_irq_save(flags);
615         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
616         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
617         rdtp->dynticks_nesting++;
618         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
619         if (oldval)
620                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
621         else
622                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
623         local_irq_restore(flags);
624 }
625
626 /**
627  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
628  *
629  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
630  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
631  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
632  */
633 void rcu_nmi_enter(void)
634 {
635         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
636
637         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
638             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
639                 return;
640         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
641         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
642         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
643         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
644         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
645         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
646 }
647
648 /**
649  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
650  *
651  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
652  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
653  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
654  */
655 void rcu_nmi_exit(void)
656 {
657         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
658
659         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
660             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
661                 return;
662         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
663         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
664         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
665         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
666         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
667 }
668
669 /**
670  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
671  *
672  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
673  * or NMI handler, return true.
674  */
675 int rcu_is_cpu_idle(void)
676 {
677         int ret;
678
679         preempt_disable();
680         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
681         preempt_enable();
682         return ret;
683 }
684 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
685
686 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
687
688 /*
689  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
690  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
691  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
692  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
693  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
694  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
695  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
696  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
697  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
698  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
699  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
700  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
701  * notifiers.
702  *
703  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
704  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
705  *
706  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
707  * errors from NMI handlers anyway.
708  */
709 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
710 {
711         struct rcu_data *rdp;
712         struct rcu_node *rnp;
713         bool ret;
714
715         if (in_nmi())
716                 return 1;
717         preempt_disable();
718         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
719         rnp = rdp->mynode;
720         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
721               !rcu_scheduler_fully_active;
722         preempt_enable();
723         return ret;
724 }
725 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
726
727 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
728
729 /**
730  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
731  *
732  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
733  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
734  * disabled preemption.
735  */
736 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
737 {
738         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
739 }
740
741 /*
742  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
743  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
744  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
745  */
746 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
747 {
748         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
749         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
750 }
751
752 /*
753  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
754  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
755  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
756  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
757  */
758 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
759 {
760         unsigned int curr;
761         unsigned int snap;
762
763         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
764         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
765
766         /*
767          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
768          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
769          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
770          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
771          * read-side critical section that started before the beginning
772          * of the current RCU grace period.
773          */
774         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
775                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
776                 rdp->dynticks_fqs++;
777                 return 1;
778         }
779
780         /*
781          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
782          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
783          * state: If we see it offline even once, it has been through a
784          * quiescent state.
785          *
786          * The reason for insisting that the grace period be at least
787          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
788          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
789          * sections.
790          */
791         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
792                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
793         barrier();
794         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
795                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
796                 rdp->offline_fqs++;
797                 return 1;
798         }
799         return 0;
800 }
801
802 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
803 {
804         rsp->gp_start = jiffies;
805         rsp->jiffies_stall = jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check();
806 }
807
808 /*
809  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
810  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
811  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
812  * printed by the target CPU.
813  */
814 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
815 {
816         int cpu;
817         unsigned long flags;
818         struct rcu_node *rnp;
819
820         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
821                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
822                 if (rnp->qsmask != 0) {
823                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
824                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
825                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
826                 }
827                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
828         }
829 }
830
831 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
832 {
833         int cpu;
834         long delta;
835         unsigned long flags;
836         int ndetected = 0;
837         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
838         long totqlen = 0;
839
840         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
841
842         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
843         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
844         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
845                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
846                 return;
847         }
848         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
849         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
850
851         /*
852          * OK, time to rat on our buddy...
853          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
854          * RCU CPU stall warnings.
855          */
856         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
857                rsp->name);
858         print_cpu_stall_info_begin();
859         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
860                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
861                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
862                 if (rnp->qsmask != 0) {
863                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
864                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
865                                         print_cpu_stall_info(rsp,
866                                                              rnp->grplo + cpu);
867                                         ndetected++;
868                                 }
869                 }
870                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
871         }
872
873         /*
874          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
875          * due to CPU offlining.
876          */
877         rnp = rcu_get_root(rsp);
878         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
879         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
880         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
881
882         print_cpu_stall_info_end();
883         for_each_possible_cpu(cpu)
884                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
885         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
886                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
887                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
888         if (ndetected == 0)
889                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
890         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
891                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
892
893         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
894
895         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
896
897         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
898 }
899
900 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
901 {
902         int cpu;
903         unsigned long flags;
904         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
905         long totqlen = 0;
906
907         /*
908          * OK, time to rat on ourselves...
909          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
910          * RCU CPU stall warnings.
911          */
912         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
913         print_cpu_stall_info_begin();
914         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
915         print_cpu_stall_info_end();
916         for_each_possible_cpu(cpu)
917                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
918         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
919                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
920         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
921                 dump_stack();
922
923         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
924         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
925                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
926                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
927         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
928
929         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
930 }
931
932 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
933 {
934         unsigned long j;
935         unsigned long js;
936         struct rcu_node *rnp;
937
938         if (rcu_cpu_stall_suppress)
939                 return;
940         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
941         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
942         rnp = rdp->mynode;
943         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
944             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
945
946                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
947                 print_cpu_stall(rsp);
948
949         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
950                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
951
952                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
953                 print_other_cpu_stall(rsp);
954         }
955 }
956
957 /**
958  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
959  *
960  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
961  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
962  * RCU grace periods.
963  *
964  * The caller must disable hard irqs.
965  */
966 void rcu_cpu_stall_reset(void)
967 {
968         struct rcu_state *rsp;
969
970         for_each_rcu_flavor(rsp)
971                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
972 }
973
974 /*
975  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
976  * This is used both when we started the grace period and when we notice
977  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
978  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
979  *  and must have irqs disabled.
980  */
981 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
982 {
983         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
984                 /*
985                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
986                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
987                  * go looking for one.
988                  */
989                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
990                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
991                 rdp->passed_quiesce = 0;
992                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
993                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
994         }
995 }
996
997 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
998 {
999         unsigned long flags;
1000         struct rcu_node *rnp;
1001
1002         local_irq_save(flags);
1003         rnp = rdp->mynode;
1004         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1005             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1006                 local_irq_restore(flags);
1007                 return;
1008         }
1009         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1010         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1015  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1016  * on the CPU corresponding to rdp.
1017  */
1018 static int
1019 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1020 {
1021         unsigned long flags;
1022         int ret = 0;
1023
1024         local_irq_save(flags);
1025         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1026                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1027                 ret = 1;
1028         }
1029         local_irq_restore(flags);
1030         return ret;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1035  */
1036 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1037 {
1038         int i;
1039
1040         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1041                 return;
1042         rdp->nxtlist = NULL;
1043         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1044                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1049  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1050  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1051  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1052  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1053  *
1054  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1055  */
1056 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1057                                        struct rcu_node *rnp)
1058 {
1059         /*
1060          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1061          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1062          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1063          * period might have started, but just not yet gotten around
1064          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1065          */
1066         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1067                 return rnp->completed + 1;
1068
1069         /*
1070          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1071          * then the subsequent full grace period.
1072          */
1073         return rnp->completed + 2;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1078  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1079  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1080  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1081  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1082  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1083  * not hurt to call it repeatedly.
1084  *
1085  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1086  */
1087 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1088                                struct rcu_data *rdp)
1089 {
1090         unsigned long c;
1091         int i;
1092
1093         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1094         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1095                 return;
1096
1097         /*
1098          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1099          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1100          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1101          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1102          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1103          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1104          *
1105          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1106          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1107          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1108          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1109          * been assigned a ->completed number.
1110          */
1111         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1112         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1113                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1114                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1115                         break;
1116
1117         /*
1118          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1119          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1120          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1121          * be grouped into.
1122          */
1123         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1124                 return;
1125
1126         /*
1127          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1128          * full grace period and group them all in the sublist initially
1129          * indexed by "i".
1130          */
1131         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1132                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1133                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1134         }
1135
1136         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1137         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1138                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccWaitCB");
1139         else
1140                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "AccReadyCB");
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1145  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1146  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1147  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1148  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1149  *
1150  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1151  */
1152 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1153                             struct rcu_data *rdp)
1154 {
1155         int i, j;
1156
1157         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1158         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1159                 return;
1160
1161         /*
1162          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1163          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1164          */
1165         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1166                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1167                         break;
1168                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1169         }
1170         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1171         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1172                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1173
1174         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1175         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1176                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1177                         break;
1178                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1179                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1180         }
1181
1182         /* Classify any remaining callbacks. */
1183         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1188  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1189  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1190  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1191  */
1192 static void
1193 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1194 {
1195         /* Did another grace period end? */
1196         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1197
1198                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1199                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1200
1201         } else {
1202
1203                 /* Advance callbacks. */
1204                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1205
1206                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1207                 rdp->completed = rnp->completed;
1208                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1209
1210                 /*
1211                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1212                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1213                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1214                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1215                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1216                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1217                  * states we found for the old GP are now invalid.
1218                  */
1219                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1220                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1221                         rdp->passed_quiesce = 0;
1222                 }
1223
1224                 /*
1225                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1226                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1227                  */
1228                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1229                         rdp->qs_pending = 0;
1230         }
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1235  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1236  * belongs.
1237  */
1238 static void
1239 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1240 {
1241         unsigned long flags;
1242         struct rcu_node *rnp;
1243
1244         local_irq_save(flags);
1245         rnp = rdp->mynode;
1246         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1247             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1248                 local_irq_restore(flags);
1249                 return;
1250         }
1251         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1252         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1257  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1258  * this CPU.
1259  */
1260 static void
1261 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1262 {
1263         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1264         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1265
1266         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1267         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Initialize a new grace period.
1272  */
1273 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1274 {
1275         struct rcu_data *rdp;
1276         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1277
1278         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1279         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1280
1281         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1282                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1283                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1284                 return 0;
1285         }
1286
1287         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1288         rsp->gpnum++;
1289         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1290         record_gp_stall_check_time(rsp);
1291         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1292
1293         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1294         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1295
1296         /*
1297          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1298          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1299          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1300          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1301          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1302          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1303          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1304          * CPU-hotplug operations.
1305          *
1306          * The grace period cannot complete until the initialization
1307          * process finishes, because this kthread handles both.
1308          */
1309         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1310                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1311                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1312                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1313                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1314                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1315                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1316                 rnp->completed = rsp->completed;
1317                 if (rnp == rdp->mynode)
1318                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1319                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1320                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1321                                             rnp->level, rnp->grplo,
1322                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1323                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1324 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1325                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1326                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1327 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1328                 cond_resched();
1329         }
1330
1331         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1332         return 1;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Do one round of quiescent-state forcing.
1337  */
1338 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1339 {
1340         int fqs_state = fqs_state_in;
1341         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1342
1343         rsp->n_force_qs++;
1344         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1345                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1346                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1347                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1348         } else {
1349                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1350                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1351         }
1352         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1353         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1354                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1355                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1356                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1357         }
1358         return fqs_state;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Clean up after the old grace period.
1363  */
1364 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1365 {
1366         unsigned long gp_duration;
1367         int nocb = 0;
1368         struct rcu_data *rdp;
1369         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1370
1371         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1372         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1373         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1374                 rsp->gp_max = gp_duration;
1375
1376         /*
1377          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1378          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1379          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1380          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1381          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1382          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1383          */
1384         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1385
1386         /*
1387          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1388          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1389          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1390          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1391          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1392          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1393          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1394          */
1395         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1396                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1397                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1398                 nocb += rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1399                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1400                 cond_resched();
1401         }
1402         rnp = rcu_get_root(rsp);
1403         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1404         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1405
1406         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1407         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1408         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1409         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1410         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1411                 rsp->gp_flags = 1;
1412         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Body of kthread that handles grace periods.
1417  */
1418 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1419 {
1420         int fqs_state;
1421         unsigned long j;
1422         int ret;
1423         struct rcu_state *rsp = arg;
1424         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1425
1426         for (;;) {
1427
1428                 /* Handle grace-period start. */
1429                 for (;;) {
1430                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1431                                                  rsp->gp_flags &
1432                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1433                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1434                             rcu_gp_init(rsp))
1435                                 break;
1436                         cond_resched();
1437                         flush_signals(current);
1438                 }
1439
1440                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1441                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1442                 j = jiffies_till_first_fqs;
1443                 if (j > HZ) {
1444                         j = HZ;
1445                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1446                 }
1447                 for (;;) {
1448                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1449                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1450                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1451                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1452                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1453                                         j);
1454                         /* If grace period done, leave loop. */
1455                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1456                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1457                                 break;
1458                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1459                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1460                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1461                                 cond_resched();
1462                         } else {
1463                                 /* Deal with stray signal. */
1464                                 cond_resched();
1465                                 flush_signals(current);
1466                         }
1467                         j = jiffies_till_next_fqs;
1468                         if (j > HZ) {
1469                                 j = HZ;
1470                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1471                         } else if (j < 1) {
1472                                 j = 1;
1473                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1474                         }
1475                 }
1476
1477                 /* Handle grace-period end. */
1478                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1479         }
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1484  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1485  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1486  * be disabled.
1487  *
1488  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1489  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1490  * quiescent state.
1491  */
1492 static void
1493 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1494         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1495 {
1496         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1497         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1498
1499         if (!rsp->gp_kthread ||
1500             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1501                 /*
1502                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1503                  * task, this CPU does not need another grace period,
1504                  * or a grace period is already in progress.
1505                  * Either way, don't start a new grace period.
1506                  */
1507                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1508                 return;
1509         }
1510
1511         /*
1512          * Because there is no grace period in progress right now,
1513          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1514          * by the next grace period.  So this is a good place to
1515          * assign a grace period number to recently posted callbacks.
1516          */
1517         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1518
1519         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1520         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1521
1522         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1523         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1524         local_irq_restore(flags);
1525
1526         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1527         wake_up(&rsp->gp_wq);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1532  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1533  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1534  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1535  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1536  */
1537 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1538         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1539 {
1540         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1541         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1542         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1547  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1548  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1549  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1550  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1551  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1552  */
1553 static void
1554 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1555                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1556         __releases(rnp->lock)
1557 {
1558         struct rcu_node *rnp_c;
1559
1560         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1561         for (;;) {
1562                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1563
1564                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1565                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1566                         return;
1567                 }
1568                 rnp->qsmask &= ~mask;
1569                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1570                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1571                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1572                                                  !!rnp->gp_tasks);
1573                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1574
1575                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1576                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1577                         return;
1578                 }
1579                 mask = rnp->grpmask;
1580                 if (rnp->parent == NULL) {
1581
1582                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1583
1584                         break;
1585                 }
1586                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1587                 rnp_c = rnp;
1588                 rnp = rnp->parent;
1589                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1590                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1591         }
1592
1593         /*
1594          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1595          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1596          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1597          */
1598         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1603  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1604  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1605  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1606  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1607  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1608  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1609  */
1610 static void
1611 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1612 {
1613         unsigned long flags;
1614         unsigned long mask;
1615         struct rcu_node *rnp;
1616
1617         rnp = rdp->mynode;
1618         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1619         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1620             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1621
1622                 /*
1623                  * The grace period in which this quiescent state was
1624                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1625                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1626                  * within the current grace period.
1627                  */
1628                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1629                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1630                 return;
1631         }
1632         mask = rdp->grpmask;
1633         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1634                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1635         } else {
1636                 rdp->qs_pending = 0;
1637
1638                 /*
1639                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1640                  * callbacks can be processed during the next GP.
1641                  */
1642                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1643
1644                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1645         }
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1650  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1651  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1652  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1653  */
1654 static void
1655 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1656 {
1657         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1658         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1659                 return;
1660
1661         /*
1662          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1663          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1664          */
1665         if (!rdp->qs_pending)
1666                 return;
1667
1668         /*
1669          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1670          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1671          */
1672         if (!rdp->passed_quiesce)
1673                 return;
1674
1675         /*
1676          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1677          * judge of that).
1678          */
1679         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1680 }
1681
1682 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1683
1684 /*
1685  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1686  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1687  * ->orphan_lock.
1688  */
1689 static void
1690 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1691                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1692 {
1693         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1694         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1695                 return;
1696
1697         /*
1698          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1699          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1700          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1701          */
1702         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1703                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1704                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1705                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1706                 rdp->qlen_lazy = 0;
1707                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1708         }
1709
1710         /*
1711          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1712          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1713          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1714          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1715          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1716          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1717          * we just reset the whole thing later on.
1718          */
1719         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1720                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1721                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1722                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1723         }
1724
1725         /*
1726          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1727          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1728          * required to pass though another grace period: They are done.
1729          */
1730         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1731                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1732                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1733         }
1734
1735         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1736         init_callback_list(rdp);
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1741  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1742  */
1743 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1744 {
1745         int i;
1746         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1747
1748         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1749         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1750                 return;
1751
1752         /* Do the accounting first. */
1753         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1754         rdp->qlen += rsp->qlen;
1755         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1756         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1757                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1758         rsp->qlen_lazy = 0;
1759         rsp->qlen = 0;
1760
1761         /*
1762          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1763          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1764          * we are the task doing the rcu_barrier().
1765          */
1766
1767         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1768         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1769                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1770                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1771                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1772                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1773                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1774                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1775                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1776         }
1777
1778         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1779         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1780                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1781                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1782                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1783                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1784         }
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1789  */
1790 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1791 {
1792         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1793         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1794         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1795
1796         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1797         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1798                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1799                                "cpuofl");
1800 }
1801
1802 /*
1803  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1804  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1805  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1806  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1807  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1808  */
1809 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1810 {
1811         unsigned long flags;
1812         unsigned long mask;
1813         int need_report = 0;
1814         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1815         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1816
1817         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1818         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1819
1820         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1821
1822         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1823         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1824         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1825
1826         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1827         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1828         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1829
1830         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1831         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1832         do {
1833                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1834                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1835                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1836                         if (rnp != rdp->mynode)
1837                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1838                         break;
1839                 }
1840                 if (rnp == rdp->mynode)
1841                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1842                 else
1843                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1844                 mask = rnp->grpmask;
1845                 rnp = rnp->parent;
1846         } while (rnp != NULL);
1847
1848         /*
1849          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1850          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1851          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1852          * held leads to deadlock.
1853          */
1854         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1855         rnp = rdp->mynode;
1856         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1857                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1858         else
1859                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1860         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1861                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1862         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1863                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1864                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1865         init_callback_list(rdp);
1866         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1867         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1868         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1869 }
1870
1871 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1872
1873 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1874 {
1875 }
1876
1877 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1878 {
1879 }
1880
1881 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1882
1883 /*
1884  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1885  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1886  */
1887 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1888 {
1889         unsigned long flags;
1890         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1891         long bl, count, count_lazy;
1892         int i;
1893
1894         /* If no callbacks are ready, just return. */
1895         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1896                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1897                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1898                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1899                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1900                 return;
1901         }
1902
1903         /*
1904          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1905          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1906          */
1907         local_irq_save(flags);
1908         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1909         bl = rdp->blimit;
1910         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1911         list = rdp->nxtlist;
1912         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1913         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1914         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1915         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1916                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1917                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1918         local_irq_restore(flags);
1919
1920         /* Invoke callbacks. */
1921         count = count_lazy = 0;
1922         while (list) {
1923                 next = list->next;
1924                 prefetch(next);
1925                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1926                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1927                         count_lazy++;
1928                 list = next;
1929                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1930                 if (++count >= bl &&
1931                     (need_resched() ||
1932                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1933                         break;
1934         }
1935
1936         local_irq_save(flags);
1937         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1938                             is_idle_task(current),
1939                             rcu_is_callbacks_kthread());
1940
1941         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1942         if (list != NULL) {
1943                 *tail = rdp->nxtlist;
1944                 rdp->nxtlist = list;
1945                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1946                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1947                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1948                         else
1949                                 break;
1950         }
1951         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1952         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1953         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1954         rdp->n_cbs_invoked += count;
1955
1956         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1957         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1958                 rdp->blimit = blimit;
1959
1960         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1961         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1962                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1963                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1964         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1965                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1966         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1967
1968         local_irq_restore(flags);
1969
1970         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1971         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1972                 invoke_rcu_core();
1973 }
1974
1975 /*
1976  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1977  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1978  * Also schedule RCU core processing.
1979  *
1980  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
1981  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1982  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1983  */
1984 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1985 {
1986         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
1987         increment_cpu_stall_ticks();
1988         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
1989
1990                 /*
1991                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1992                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1993                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1994                  * a quiescent state, so note it.
1995                  *
1996                  * No memory barrier is required here because both
1997                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1998                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1999                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2000                  */
2001
2002                 rcu_sched_qs(cpu);
2003                 rcu_bh_qs(cpu);
2004
2005         } else if (!in_softirq()) {
2006
2007                 /*
2008                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2009                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2010                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2011                  * critical section, so note it.
2012                  */
2013
2014                 rcu_bh_qs(cpu);
2015         }
2016         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2017         if (rcu_pending(cpu))
2018                 invoke_rcu_core();
2019         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2024  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2025  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2026  *
2027  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2028  */
2029 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2030 {
2031         unsigned long bit;
2032         int cpu;
2033         unsigned long flags;
2034         unsigned long mask;
2035         struct rcu_node *rnp;
2036
2037         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2038                 cond_resched();
2039                 mask = 0;
2040                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2041                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2042                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2043                         return;
2044                 }
2045                 if (rnp->qsmask == 0) {
2046                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2047                         continue;
2048                 }
2049                 cpu = rnp->grplo;
2050                 bit = 1;
2051                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2052                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2053                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2054                                 mask |= bit;
2055                 }
2056                 if (mask != 0) {
2057
2058                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2059                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2060                         continue;
2061                 }
2062                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2063         }
2064         rnp = rcu_get_root(rsp);
2065         if (rnp->qsmask == 0) {
2066                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2067                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2068         }
2069 }
2070
2071 /*
2072  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2073  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2074  */
2075 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2076 {
2077         unsigned long flags;
2078         bool ret;
2079         struct rcu_node *rnp;
2080         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2081
2082         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2083         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2084         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2085                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2086                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2087                 if (rnp_old != NULL)
2088                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2089                 if (ret) {
2090                         rsp->n_force_qs_lh++;
2091                         return;
2092                 }
2093                 rnp_old = rnp;
2094         }
2095         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2096
2097         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2098         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2099         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2100         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2101                 rsp->n_force_qs_lh++;
2102                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2103                 return;  /* Someone beat us to it. */
2104         }
2105         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2106         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2107         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2108 }
2109
2110 /*
2111  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2112  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2113  * whom the rdp belongs.
2114  */
2115 static void
2116 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2117 {
2118         unsigned long flags;
2119         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2120
2121         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2122
2123         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2124         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2125
2126         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2127         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2128
2129         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2130         local_irq_save(flags);
2131         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2132                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2133                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2134         } else {
2135                 local_irq_restore(flags);
2136         }
2137
2138         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2139         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2140                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Do RCU core processing for the current CPU.
2145  */
2146 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2147 {
2148         struct rcu_state *rsp;
2149
2150         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2151                 return;
2152         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2153         for_each_rcu_flavor(rsp)
2154                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2155         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2160  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2161  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2162  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2163  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2164  */
2165 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2166 {
2167         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2168                 return;
2169         if (likely(!rsp->boost)) {
2170                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2171                 return;
2172         }
2173         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2174 }
2175
2176 static void invoke_rcu_core(void)
2177 {
2178         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2183  */
2184 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2185                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2186 {
2187         /*
2188          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2189          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2190          */
2191         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2192                 invoke_rcu_core();
2193
2194         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2195         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2196                 return;
2197
2198         /*
2199          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2200          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2201          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2202          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2203          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2204          */
2205         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2206
2207                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2208                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2209                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2210
2211                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2212                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2213                         unsigned long nestflag;
2214                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2215
2216                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2217                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2218                 } else {
2219                         /* Give the grace period a kick. */
2220                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2221                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2222                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2223                                 force_quiescent_state(rsp);
2224                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2225                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2226                 }
2227         }
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2232  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2233  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2234  * is expected to specify a CPU.
2235  */
2236 static void
2237 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2238            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2239 {
2240         unsigned long flags;
2241         struct rcu_data *rdp;
2242
2243         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2244         debug_rcu_head_queue(head);
2245         head->func = func;
2246         head->next = NULL;
2247
2248         /*
2249          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2250          * Note that we might see a beginning right after we see an
2251          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2252          * a quiescent state betweentimes.
2253          */
2254         local_irq_save(flags);
2255         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2256
2257         /* Add the callback to our list. */
2258         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2259                 int offline;
2260
2261                 if (cpu != -1)
2262                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2263                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2264                 WARN_ON_ONCE(offline);
2265                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2266                 local_irq_restore(flags);
2267                 return;
2268         }
2269         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2270         if (lazy)
2271                 rdp->qlen_lazy++;
2272         else
2273                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2274         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2275         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2276         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2277
2278         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2279                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2280                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2281         else
2282                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2283
2284         /* Go handle any RCU core processing required. */
2285         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2286         local_irq_restore(flags);
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2291  */
2292 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2293 {
2294         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2295 }
2296 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2297
2298 /*
2299  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2300  */
2301 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2302 {
2303         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2304 }
2305 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2306
2307 /*
2308  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2309  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2310  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2311  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2312  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2313  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2314  * some overhead: RCU still operates correctly.
2315  */
2316 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2317 {
2318         int ret;
2319
2320         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2321         preempt_disable();
2322         ret = num_online_cpus() <= 1;
2323         preempt_enable();
2324         return ret;
2325 }
2326
2327 /**
2328  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2329  *
2330  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2331  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2332  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2333  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2334  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2335  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2336  * rcu_read_lock_sched().
2337  *
2338  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2339  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2340  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2341  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2342  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2343  *
2344  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2345  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2346  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2347  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2348  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2349  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2350  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2351  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2352  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2353  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2354  * that are executing in the kernel.
2355  *
2356  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2357  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2358  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2359  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2360  * again only if the system has more than one CPU).
2361  *
2362  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2363  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2364  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2365  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2366  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2367  */
2368 void synchronize_sched(void)
2369 {
2370         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2371                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2372                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2373                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2374         if (rcu_blocking_is_gp())
2375                 return;
2376         if (rcu_expedited)
2377                 synchronize_sched_expedited();
2378         else
2379                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2382
2383 /**
2384  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2385  *
2386  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2387  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2388  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2389  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2390  * and may be nested.
2391  *
2392  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2393  * on memory ordering guarantees.
2394  */
2395 void synchronize_rcu_bh(void)
2396 {
2397         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2398                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2399                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2400                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2401         if (rcu_blocking_is_gp())
2402                 return;
2403         if (rcu_expedited)
2404                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2405         else
2406                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2407 }
2408 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2409
2410 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2411 {
2412         /*
2413          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2414          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2415          * time that it returns.
2416          *
2417          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2418          * above condition is already met when the control reaches
2419          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2420          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2421          * robustness against future implementation changes.
2422          */
2423         smp_mb(); /* See above comment block. */
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 /**
2428  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2429  *
2430  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2431  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2432  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2433  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2434  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2435  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2436  * synchronize_sched() instead.
2437  *
2438  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2439  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2440  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2441  * these restriction will result in deadlock.
2442  *
2443  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2444  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2445  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2446  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2447  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2448  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2449  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2450  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2451  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2452  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2453  *
2454  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2455  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2456  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2457  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2458  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2459  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2460  * doing our work for us.
2461  *
2462  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2463  */
2464 void synchronize_sched_expedited(void)
2465 {
2466         long firstsnap, s, snap;
2467         int trycount = 0;
2468         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2469
2470         /*
2471          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2472          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2473          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2474          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2475          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2476          * course be required on a 64-bit system.
2477          */
2478         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2479                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2480                          ULONG_MAX / 8)) {
2481                 synchronize_sched();
2482                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2483                 return;
2484         }
2485
2486         /*
2487          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2488          * full memory barrier.
2489          */
2490         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2491         firstsnap = snap;
2492         get_online_cpus();
2493         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2494
2495         /*
2496          * Each pass through the following loop attempts to force a
2497          * context switch on each CPU.
2498          */
2499         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2500                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2501                              NULL) == -EAGAIN) {
2502                 put_online_cpus();
2503                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2504
2505                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2506                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2507                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2508                         /* ensure test happens before caller kfree */
2509                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2510                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2511                         return;
2512                 }
2513
2514                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2515                 if (trycount++ < 10) {
2516                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2517                 } else {
2518                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2519                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2520                         return;
2521                 }
2522
2523                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2524                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2525                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2526                         /* ensure test happens before caller kfree */
2527                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2528                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2529                         return;
2530                 }
2531
2532                 /*
2533                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2534                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2535                  * after they started, so our grace period works for them,
2536                  * and they started after our first try, so their grace
2537                  * period works for us.
2538                  */
2539                 get_online_cpus();
2540                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2541                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2542         }
2543         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2544
2545         /*
2546          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2547          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2548          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2549          * than we did already did their update.
2550          */
2551         do {
2552                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2553                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2554                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2555                         /* ensure test happens before caller kfree */
2556                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2557                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2558                         break;
2559                 }
2560         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2561         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2562
2563         put_online_cpus();
2564 }
2565 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2566
2567 /*
2568  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2569  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2570  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2571  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2572  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2573  */
2574 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2575 {
2576         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2577
2578         rdp->n_rcu_pending++;
2579
2580         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2581         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2582
2583         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2584         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2585             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2586                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2587         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2588                 rdp->n_rp_report_qs++;
2589                 return 1;
2590         }
2591
2592         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2593         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2594                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2595                 return 1;
2596         }
2597
2598         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2599         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2600                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2601                 return 1;
2602         }
2603
2604         /* Has another RCU grace period completed?  */
2605         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2606                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2607                 return 1;
2608         }
2609
2610         /* Has a new RCU grace period started? */
2611         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2612                 rdp->n_rp_gp_started++;
2613                 return 1;
2614         }
2615
2616         /* nothing to do */
2617         rdp->n_rp_need_nothing++;
2618         return 0;
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2623  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2624  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2625  */
2626 static int rcu_pending(int cpu)
2627 {
2628         struct rcu_state *rsp;
2629
2630         for_each_rcu_flavor(rsp)
2631                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2632                         return 1;
2633         return 0;
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2638  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2639  * 1 if so.
2640  */
2641 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2642 {
2643         struct rcu_state *rsp;
2644
2645         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2646         for_each_rcu_flavor(rsp)
2647                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2648                         return 1;
2649         return 0;
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2654  * the compiler is expected to optimize this away.
2655  */
2656 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2657                                int cpu, unsigned long done)
2658 {
2659         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2660                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2665  * up the task executing _rcu_barrier().
2666  */
2667 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2668 {
2669         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2670         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2671
2672         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2673                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2674                 complete(&rsp->barrier_completion);
2675         } else {
2676                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2677         }
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2682  */
2683 static void rcu_barrier_func(void *type)
2684 {
2685         struct rcu_state *rsp = type;
2686         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2687
2688         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2689         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2690         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2691 }
2692
2693 /*
2694  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2695  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2696  */
2697 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2698 {
2699         int cpu;
2700         struct rcu_data *rdp;
2701         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2702         unsigned long snap_done;
2703
2704         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2705
2706         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2707         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2708
2709         /*
2710          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2711          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2712          */
2713         smp_mb();  /* See above block comment. */
2714
2715         /*
2716          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2717          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2718          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2719          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2720          */
2721         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2722         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2723         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2724                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2725                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2726                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2727                 return;
2728         }
2729
2730         /*
2731          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2732          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2733          * the increment to precede the early-exit check.
2734          */
2735         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2736         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2737         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2738         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2739
2740         /*
2741          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2742          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2743          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2744          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2745          */
2746         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2747         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2748         get_online_cpus();
2749
2750         /*
2751          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2752          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2753          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2754          */
2755         for_each_possible_cpu(cpu) {
2756                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2757                         continue;
2758                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2759                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2760                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2761                                            rsp->n_barrier_done);
2762                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2763                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2764                                    rsp, cpu, 0);
2765                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2766                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2767                                            rsp->n_barrier_done);
2768                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2769                 } else {
2770                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2771                                            rsp->n_barrier_done);
2772                 }
2773         }
2774         put_online_cpus();
2775
2776         /*
2777          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2778          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2779          */
2780         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2781                 complete(&rsp->barrier_completion);
2782
2783         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2784         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2785         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2786         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2787         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2788         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2789
2790         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2791         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2792
2793         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2794         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2795 }
2796
2797 /**
2798  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2799  */
2800 void rcu_barrier_bh(void)
2801 {
2802         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2803 }
2804 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2805
2806 /**
2807  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2808  */
2809 void rcu_barrier_sched(void)
2810 {
2811         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2812 }
2813 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2814
2815 /*
2816  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2817  */
2818 static void __init
2819 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2820 {
2821         unsigned long flags;
2822         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2823         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2824
2825         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2826         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2827         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2828         init_callback_list(rdp);
2829         rdp->qlen_lazy = 0;
2830         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2831         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2832         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2833         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2834         rdp->cpu = cpu;
2835         rdp->rsp = rsp;
2836         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2837         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2842  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2843  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2844  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2845  */
2846 static void __cpuinit
2847 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2848 {
2849         unsigned long flags;
2850         unsigned long mask;
2851         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2852         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2853
2854         /* Exclude new grace periods. */
2855         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2856
2857         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2858         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2859         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2860         rdp->preemptible = preemptible;
2861         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2862         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2863         rdp->blimit = blimit;
2864         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2865         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2866         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2867                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2868         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2869         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2870
2871         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2872         rnp = rdp->mynode;
2873         mask = rdp->grpmask;
2874         do {
2875                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2876                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2877                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2878                 mask = rnp->grpmask;
2879                 if (rnp == rdp->mynode) {
2880                         /*
2881                          * If there is a grace period in progress, we will
2882                          * set up to wait for it next time we run the
2883                          * RCU core code.
2884                          */
2885                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2886                         rdp->completed = rnp->completed;
2887                         rdp->passed_quiesce = 0;
2888                         rdp->qs_pending = 0;
2889                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2890                 }
2891                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2892                 rnp = rnp->parent;
2893         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2894         local_irq_restore(flags);
2895
2896         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2897 }
2898
2899 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2900 {
2901         struct rcu_state *rsp;
2902
2903         for_each_rcu_flavor(rsp)
2904                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2905                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Handle CPU online/offline notification events.
2910  */
2911 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2912                                     unsigned long action, void *hcpu)
2913 {
2914         long cpu = (long)hcpu;
2915         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2916         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2917         struct rcu_state *rsp;
2918
2919         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2920         switch (action) {
2921         case CPU_UP_PREPARE:
2922         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2923                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2924                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2925                 break;
2926         case CPU_ONLINE:
2927         case CPU_DOWN_FAILED:
2928                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2929                 break;
2930         case CPU_DOWN_PREPARE:
2931                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2932                 break;
2933         case CPU_DYING:
2934         case CPU_DYING_FROZEN:
2935                 /*
2936                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2937                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2938                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2939                  */
2940                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2941                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2942                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2943                 break;
2944         case CPU_DEAD:
2945         case CPU_DEAD_FROZEN:
2946         case CPU_UP_CANCELED:
2947         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2948                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2949                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2950                 break;
2951         default:
2952                 break;
2953         }
2954         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2955         return NOTIFY_OK;
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2960  */
2961 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2962 {
2963         unsigned long flags;
2964         struct rcu_node *rnp;
2965         struct rcu_state *rsp;
2966         struct task_struct *t;
2967
2968         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2969                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
2970                 BUG_ON(IS_ERR(t));
2971                 rnp = rcu_get_root(rsp);
2972                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2973                 rsp->gp_kthread = t;
2974                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2975                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
2976         }
2977         return 0;
2978 }
2979 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
2980
2981 /*
2982  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
2983  * process.  Before this is called, the idle task might contain
2984  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
2985  * task is booting the system).  After this function is called, the
2986  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
2987  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
2988  */
2989 void rcu_scheduler_starting(void)
2990 {
2991         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
2992         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
2993         rcu_scheduler_active = 1;
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
2998  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
2999  */
3000 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3001 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3002 {
3003         int i;
3004
3005         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3006                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3007         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3008 }
3009 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3010 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3011 {
3012         int ccur;
3013         int cprv;
3014         int i;
3015
3016         cprv = nr_cpu_ids;
3017         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3018                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3019                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3020                 cprv = ccur;
3021         }
3022 }
3023 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3024
3025 /*
3026  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3027  */
3028 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3029                 struct rcu_data __percpu *rda)
3030 {
3031         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3032                                "rcu_node_1",
3033                                "rcu_node_2",
3034                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3035         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3036                                "rcu_node_fqs_1",
3037                                "rcu_node_fqs_2",
3038                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3039         int cpustride = 1;
3040         int i;
3041         int j;
3042         struct rcu_node *rnp;
3043
3044         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3045
3046         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3047         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3048                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3049
3050         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3051
3052         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3053                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3054         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3055                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3056         rcu_init_levelspread(rsp);
3057
3058         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3059
3060         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3061                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3062                 rnp = rsp->level[i];
3063                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3064                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3065                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3066                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3067                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3068                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3069                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3070                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3071                         rnp->completed = rsp->completed;
3072                         rnp->qsmask = 0;
3073                         rnp->qsmaskinit = 0;
3074                         rnp->grplo = j * cpustride;
3075                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3076                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3077                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3078                         if (i == 0) {
3079                                 rnp->grpnum = 0;
3080                                 rnp->grpmask = 0;
3081                                 rnp->parent = NULL;
3082                         } else {
3083                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3084                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3085                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3086                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3087                         }
3088                         rnp->level = i;
3089                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3090                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3091                 }
3092         }
3093
3094         rsp->rda = rda;
3095         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3096         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3097         for_each_possible_cpu(i) {
3098                 while (i > rnp->grphi)
3099                         rnp++;
3100                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3101                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3102         }
3103         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3108  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3109  * the ->node array in the rcu_state structure.
3110  */
3111 static void __init rcu_init_geometry(void)
3112 {
3113         int i;
3114         int j;
3115         int n = nr_cpu_ids;
3116         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3117
3118         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3119         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3120             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3121                 return;
3122
3123         /*
3124          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3125          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3126          * some of the arithmetic easier.
3127          */
3128         rcu_capacity[0] = 1;
3129         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3130         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3131                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3132
3133         /*
3134          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3135          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3136          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3137          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3138          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3139          * compile-time values if these limits are exceeded.
3140          */
3141         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3142             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3143             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3144                 WARN_ON(1);
3145                 return;
3146         }
3147
3148         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3149         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3150                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3151                         for (j = 0; j <= i; j++)
3152                                 num_rcu_lvl[j] =
3153                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3154                         rcu_num_lvls = i;
3155                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3156                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3157                         break;
3158                 }
3159
3160         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3161         rcu_num_nodes = 0;
3162         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3163                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3164         rcu_num_nodes -= n;
3165 }
3166
3167 void __init rcu_init(void)
3168 {
3169         int cpu;
3170
3171         rcu_bootup_announce();
3172         rcu_init_geometry();
3173         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3174         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3175         __rcu_init_preempt();
3176          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3177
3178         /*
3179          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3180          * this is called early in boot, before either interrupts
3181          * or the scheduler are operational.
3182          */
3183         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3184         for_each_online_cpu(cpu)
3185                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3186 }
3187
3188 #include "rcutree_plugin.h"