rcu: Tag callback lists with corresponding grace-period number
[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  * optimized 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 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
221 int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
222
223 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
224 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
225
226 static ulong jiffies_till_first_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
227 static ulong jiffies_till_next_fqs = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
228
229 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
230 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
231
232 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *));
233 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
234 static int rcu_pending(int cpu);
235
236 /*
237  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
238  */
239 long rcu_batches_completed_sched(void)
240 {
241         return rcu_sched_state.completed;
242 }
243 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
244
245 /*
246  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
247  */
248 long rcu_batches_completed_bh(void)
249 {
250         return rcu_bh_state.completed;
251 }
252 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
253
254 /*
255  * Force a quiescent state for RCU BH.
256  */
257 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
258 {
259         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
260 }
261 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
262
263 /*
264  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
265  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
266  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
267  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
268  * store this state in rcutorture itself.
269  */
270 void rcutorture_record_test_transition(void)
271 {
272         rcutorture_testseq++;
273         rcutorture_vernum = 0;
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
276
277 /*
278  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
279  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
280  * messages.
281  */
282 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
283 {
284         rcutorture_vernum++;
285 }
286 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
287
288 /*
289  * Force a quiescent state for RCU-sched.
290  */
291 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
292 {
293         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
296
297 /*
298  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
299  */
300 static int
301 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
302 {
303         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
304                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
305 }
306
307 /*
308  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
309  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
310  * normal callback registry.
311  */
312 static int
313 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
314 {
315         int i;
316
317         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
318                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
319         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
320                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
321         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
322                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
323         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
324                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
325                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
326                                  rdp->nxtcompleted[i]))
327                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
328         return 0; /* No grace period needed. */
329 }
330
331 /*
332  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
333  */
334 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
335 {
336         return &rsp->node[0];
337 }
338
339 /*
340  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
341  *
342  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
343  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
344  * The caller must have disabled interrupts.
345  */
346 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
347                                 bool user)
348 {
349         trace_rcu_dyntick("Start", oldval, 0);
350         if (!user && !is_idle_task(current)) {
351                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
352
353                 trace_rcu_dyntick("Error on entry: not idle task", oldval, 0);
354                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
355                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
356                           current->pid, current->comm,
357                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
358         }
359         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
360         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
361         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
362         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
363         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force ordering with next sojourn. */
364         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
365
366         /*
367          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
368          * in an RCU read-side critical section.
369          */
370         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
371                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
372         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
373                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
374         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
375                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
376 }
377
378 /*
379  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
380  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
381  */
382 static void rcu_eqs_enter(bool user)
383 {
384         long long oldval;
385         struct rcu_dynticks *rdtp;
386
387         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
388         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
389         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
390         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE)
391                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
392         else
393                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
394         rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
395 }
396
397 /**
398  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
399  *
400  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
401  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
402  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
403  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
404  *
405  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
406  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
407  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
408  */
409 void rcu_idle_enter(void)
410 {
411         unsigned long flags;
412
413         local_irq_save(flags);
414         rcu_eqs_enter(false);
415         local_irq_restore(flags);
416 }
417 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
418
419 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
420 /**
421  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
422  *
423  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
424  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
425  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
426  * when the CPU runs in userspace.
427  */
428 void rcu_user_enter(void)
429 {
430         rcu_eqs_enter(1);
431 }
432
433 /**
434  * rcu_user_enter_after_irq - inform RCU that we are going to resume userspace
435  * after the current irq returns.
436  *
437  * This is similar to rcu_user_enter() but in the context of a non-nesting
438  * irq. After this call, RCU enters into idle mode when the interrupt
439  * returns.
440  */
441 void rcu_user_enter_after_irq(void)
442 {
443         unsigned long flags;
444         struct rcu_dynticks *rdtp;
445
446         local_irq_save(flags);
447         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
448         /* Ensure this irq is interrupting a non-idle RCU state.  */
449         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_MASK));
450         rdtp->dynticks_nesting = 1;
451         local_irq_restore(flags);
452 }
453 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
454
455 /**
456  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
457  *
458  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
459  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
460  * sections can occur.
461  *
462  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
463  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
464  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
465  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
466  *
467  * Use things like work queues to work around this limitation.
468  *
469  * You have been warned.
470  */
471 void rcu_irq_exit(void)
472 {
473         unsigned long flags;
474         long long oldval;
475         struct rcu_dynticks *rdtp;
476
477         local_irq_save(flags);
478         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
479         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
480         rdtp->dynticks_nesting--;
481         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
482         if (rdtp->dynticks_nesting)
483                 trace_rcu_dyntick("--=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
484         else
485                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
486         local_irq_restore(flags);
487 }
488
489 /*
490  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
491  *
492  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
493  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
494  * The caller must have disabled interrupts.
495  */
496 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
497                                int user)
498 {
499         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
500         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
501         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
502         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
503         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
504         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
505         trace_rcu_dyntick("End", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
506         if (!user && !is_idle_task(current)) {
507                 struct task_struct *idle = idle_task(smp_processor_id());
508
509                 trace_rcu_dyntick("Error on exit: not idle task",
510                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
511                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
512                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
513                           current->pid, current->comm,
514                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
515         }
516 }
517
518 /*
519  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
520  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
521  */
522 static void rcu_eqs_exit(bool user)
523 {
524         struct rcu_dynticks *rdtp;
525         long long oldval;
526
527         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
528         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
529         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
530         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK)
531                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
532         else
533                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
534         rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
535 }
536
537 /**
538  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
539  *
540  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
541  * read-side critical sections can occur.
542  *
543  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
544  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
545  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
546  * now starting.
547  */
548 void rcu_idle_exit(void)
549 {
550         unsigned long flags;
551
552         local_irq_save(flags);
553         rcu_eqs_exit(false);
554         local_irq_restore(flags);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
557
558 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
559 /**
560  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
561  *
562  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
563  * run a RCU read side critical section anytime.
564  */
565 void rcu_user_exit(void)
566 {
567         rcu_eqs_exit(1);
568 }
569
570 /**
571  * rcu_user_exit_after_irq - inform RCU that we won't resume to userspace
572  * idle mode after the current non-nesting irq returns.
573  *
574  * This is similar to rcu_user_exit() but in the context of an irq.
575  * This is called when the irq has interrupted a userspace RCU idle mode
576  * context. When the current non-nesting interrupt returns after this call,
577  * the CPU won't restore the RCU idle mode.
578  */
579 void rcu_user_exit_after_irq(void)
580 {
581         unsigned long flags;
582         struct rcu_dynticks *rdtp;
583
584         local_irq_save(flags);
585         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
586         /* Ensure we are interrupting an RCU idle mode. */
587         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK);
588         rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
589         local_irq_restore(flags);
590 }
591 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
592
593 /**
594  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
595  *
596  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
597  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
598  * sections can occur.
599  *
600  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
601  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
602  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
603  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
604  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
605  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
606  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
607  *
608  * Use things like work queues to work around this limitation.
609  *
610  * You have been warned.
611  */
612 void rcu_irq_enter(void)
613 {
614         unsigned long flags;
615         struct rcu_dynticks *rdtp;
616         long long oldval;
617
618         local_irq_save(flags);
619         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
620         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
621         rdtp->dynticks_nesting++;
622         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
623         if (oldval)
624                 trace_rcu_dyntick("++=", oldval, rdtp->dynticks_nesting);
625         else
626                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
627         local_irq_restore(flags);
628 }
629
630 /**
631  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
632  *
633  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
634  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
635  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
636  */
637 void rcu_nmi_enter(void)
638 {
639         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
640
641         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
642             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
643                 return;
644         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
645         smp_mb__before_atomic_inc();  /* Force delay from prior write. */
646         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
647         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
648         smp_mb__after_atomic_inc();  /* See above. */
649         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
650 }
651
652 /**
653  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
654  *
655  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
656  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
657  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
658  */
659 void rcu_nmi_exit(void)
660 {
661         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
662
663         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
664             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
665                 return;
666         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
667         smp_mb__before_atomic_inc();  /* See above. */
668         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
669         smp_mb__after_atomic_inc();  /* Force delay to next write. */
670         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
671 }
672
673 /**
674  * rcu_is_cpu_idle - see if RCU thinks that the current CPU is idle
675  *
676  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
677  * or NMI handler, return true.
678  */
679 int rcu_is_cpu_idle(void)
680 {
681         int ret;
682
683         preempt_disable();
684         ret = (atomic_read(&__get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks) & 0x1) == 0;
685         preempt_enable();
686         return ret;
687 }
688 EXPORT_SYMBOL(rcu_is_cpu_idle);
689
690 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
691
692 /*
693  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
694  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
695  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
696  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
697  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
698  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
699  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
700  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
701  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
702  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
703  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
704  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
705  * notifiers.
706  *
707  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
708  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
709  *
710  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
711  * errors from NMI handlers anyway.
712  */
713 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
714 {
715         struct rcu_data *rdp;
716         struct rcu_node *rnp;
717         bool ret;
718
719         if (in_nmi())
720                 return 1;
721         preempt_disable();
722         rdp = &__get_cpu_var(rcu_sched_data);
723         rnp = rdp->mynode;
724         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
725               !rcu_scheduler_fully_active;
726         preempt_enable();
727         return ret;
728 }
729 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
730
731 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
732
733 /**
734  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
735  *
736  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
737  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
738  * disabled preemption.
739  */
740 int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
741 {
742         return __get_cpu_var(rcu_dynticks).dynticks_nesting <= 1;
743 }
744
745 /*
746  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
747  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
748  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
749  */
750 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
751 {
752         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
753         return (rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0;
754 }
755
756 /*
757  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
758  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
759  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
760  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
761  */
762 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
763 {
764         unsigned int curr;
765         unsigned int snap;
766
767         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
768         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
769
770         /*
771          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
772          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
773          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
774          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
775          * read-side critical section that started before the beginning
776          * of the current RCU grace period.
777          */
778         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
779                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "dti");
780                 rdp->dynticks_fqs++;
781                 return 1;
782         }
783
784         /*
785          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
786          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
787          * state: If we see it offline even once, it has been through a
788          * quiescent state.
789          *
790          * The reason for insisting that the grace period be at least
791          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
792          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
793          * sections.
794          */
795         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
796                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
797         barrier();
798         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
799                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, "ofl");
800                 rdp->offline_fqs++;
801                 return 1;
802         }
803         return 0;
804 }
805
806 static int jiffies_till_stall_check(void)
807 {
808         int till_stall_check = ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
809
810         /*
811          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
812          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
813          */
814         if (till_stall_check < 3) {
815                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 3;
816                 till_stall_check = 3;
817         } else if (till_stall_check > 300) {
818                 ACCESS_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout) = 300;
819                 till_stall_check = 300;
820         }
821         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
822 }
823
824 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
825 {
826         rsp->gp_start = jiffies;
827         rsp->jiffies_stall = jiffies + jiffies_till_stall_check();
828 }
829
830 /*
831  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
832  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
833  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
834  * printed by the target CPU.
835  */
836 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
837 {
838         int cpu;
839         unsigned long flags;
840         struct rcu_node *rnp;
841
842         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
843                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
844                 if (rnp->qsmask != 0) {
845                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
846                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
847                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
848                 }
849                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
850         }
851 }
852
853 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
854 {
855         int cpu;
856         long delta;
857         unsigned long flags;
858         int ndetected = 0;
859         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
860         long totqlen = 0;
861
862         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
863
864         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
865         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
866         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
867                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
868                 return;
869         }
870         rsp->jiffies_stall = jiffies + 3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
871         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
872
873         /*
874          * OK, time to rat on our buddy...
875          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
876          * RCU CPU stall warnings.
877          */
878         printk(KERN_ERR "INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
879                rsp->name);
880         print_cpu_stall_info_begin();
881         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
882                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
883                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
884                 if (rnp->qsmask != 0) {
885                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
886                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
887                                         print_cpu_stall_info(rsp,
888                                                              rnp->grplo + cpu);
889                                         ndetected++;
890                                 }
891                 }
892                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
893         }
894
895         /*
896          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
897          * due to CPU offlining.
898          */
899         rnp = rcu_get_root(rsp);
900         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
901         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
902         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
903
904         print_cpu_stall_info_end();
905         for_each_possible_cpu(cpu)
906                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
907         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%lu, c=%lu, q=%lu)\n",
908                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
909                rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
910         if (ndetected == 0)
911                 printk(KERN_ERR "INFO: Stall ended before state dump start\n");
912         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
913                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
914
915         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
916
917         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
918
919         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
920 }
921
922 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
923 {
924         int cpu;
925         unsigned long flags;
926         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
927         long totqlen = 0;
928
929         /*
930          * OK, time to rat on ourselves...
931          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
932          * RCU CPU stall warnings.
933          */
934         printk(KERN_ERR "INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
935         print_cpu_stall_info_begin();
936         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
937         print_cpu_stall_info_end();
938         for_each_possible_cpu(cpu)
939                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
940         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%lu c=%lu q=%lu)\n",
941                 jiffies - rsp->gp_start, rsp->gpnum, rsp->completed, totqlen);
942         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
943                 dump_stack();
944
945         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
946         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_stall))
947                 rsp->jiffies_stall = jiffies +
948                                      3 * jiffies_till_stall_check() + 3;
949         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
950
951         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
952 }
953
954 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
955 {
956         unsigned long j;
957         unsigned long js;
958         struct rcu_node *rnp;
959
960         if (rcu_cpu_stall_suppress)
961                 return;
962         j = ACCESS_ONCE(jiffies);
963         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
964         rnp = rdp->mynode;
965         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
966             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) && ULONG_CMP_GE(j, js)) {
967
968                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
969                 print_cpu_stall(rsp);
970
971         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
972                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
973
974                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
975                 print_other_cpu_stall(rsp);
976         }
977 }
978
979 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
980 {
981         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
982         return NOTIFY_DONE;
983 }
984
985 /**
986  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
987  *
988  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
989  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
990  * RCU grace periods.
991  *
992  * The caller must disable hard irqs.
993  */
994 void rcu_cpu_stall_reset(void)
995 {
996         struct rcu_state *rsp;
997
998         for_each_rcu_flavor(rsp)
999                 rsp->jiffies_stall = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1000 }
1001
1002 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
1003         .notifier_call = rcu_panic,
1004 };
1005
1006 static void __init check_cpu_stall_init(void)
1007 {
1008         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
1013  * This is used both when we started the grace period and when we notice
1014  * that someone else started the grace period.  The caller must hold the
1015  * ->lock of the leaf rcu_node structure corresponding to the current CPU,
1016  *  and must have irqs disabled.
1017  */
1018 static void __note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1019 {
1020         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1021                 /*
1022                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1023                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1024                  * go looking for one.
1025                  */
1026                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1027                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpustart");
1028                 rdp->passed_quiesce = 0;
1029                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1030                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1031         }
1032 }
1033
1034 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1035 {
1036         unsigned long flags;
1037         struct rcu_node *rnp;
1038
1039         local_irq_save(flags);
1040         rnp = rdp->mynode;
1041         if (rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) || /* outside lock. */
1042             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1043                 local_irq_restore(flags);
1044                 return;
1045         }
1046         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1047         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
1052  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
1053  * on the CPU corresponding to rdp.
1054  */
1055 static int
1056 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1057 {
1058         unsigned long flags;
1059         int ret = 0;
1060
1061         local_irq_save(flags);
1062         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
1063                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
1064                 ret = 1;
1065         }
1066         local_irq_restore(flags);
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1072  */
1073 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1074 {
1075         int i;
1076
1077         rdp->nxtlist = NULL;
1078         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1079                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1080         init_nocb_callback_list(rdp);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1085  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1086  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1087  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1088  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1089  *
1090  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1091  */
1092 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1093                                        struct rcu_node *rnp)
1094 {
1095         /*
1096          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1097          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1098          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1099          * period might have started, but just not yet gotten around
1100          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1101          */
1102         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1103                 return rnp->completed + 1;
1104
1105         /*
1106          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1107          * then the subsequent full grace period.
1108          */
1109         return rnp->completed + 2;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1114  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1115  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1116  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1117  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1118  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1119  * not hurt to call it repeatedly.
1120  *
1121  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1122  */
1123 static void rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1124                                struct rcu_data *rdp)
1125 {
1126         unsigned long c;
1127         int i;
1128
1129         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1130         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1131                 return;
1132
1133         /*
1134          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1135          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1136          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1137          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1138          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1139          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1140          *
1141          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1142          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1143          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1144          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1145          * been assigned a ->completed number.
1146          */
1147         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1148         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1149                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1150                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1151                         break;
1152
1153         /*
1154          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1155          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1156          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1157          * be grouped into.
1158          */
1159         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1160                 return;
1161
1162         /*
1163          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1164          * full grace period and group them all in the sublist initially
1165          * indexed by "i".
1166          */
1167         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1168                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1169                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1170         }
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1175  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1176  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1177  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1178  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1179  *
1180  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1181  */
1182 static void rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1183                             struct rcu_data *rdp)
1184 {
1185         int i, j;
1186
1187         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1188         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1189                 return;
1190
1191         /*
1192          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1193          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1194          */
1195         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1196                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1197                         break;
1198                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1199         }
1200         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1201         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1202                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1203
1204         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1205         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1206                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1207                         break;
1208                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1209                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1210         }
1211
1212         /* Classify any remaining callbacks. */
1213         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1218  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1219  * belongs.  In addition, the corresponding leaf rcu_node structure's
1220  * ->lock must be held by the caller, with irqs disabled.
1221  */
1222 static void
1223 __rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1224 {
1225         /* Did another grace period end? */
1226         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1227
1228                 /* No, so just accelerate recent callbacks. */
1229                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1230
1231         } else {
1232
1233                 /* Advance callbacks. */
1234                 rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1235
1236                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1237                 rdp->completed = rnp->completed;
1238                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuend");
1239
1240                 /*
1241                  * If we were in an extended quiescent state, we may have
1242                  * missed some grace periods that others CPUs handled on
1243                  * our behalf. Catch up with this state to avoid noting
1244                  * spurious new grace periods.  If another grace period
1245                  * has started, then rnp->gpnum will have advanced, so
1246                  * we will detect this later on.  Of course, any quiescent
1247                  * states we found for the old GP are now invalid.
1248                  */
1249                 if (ULONG_CMP_LT(rdp->gpnum, rdp->completed)) {
1250                         rdp->gpnum = rdp->completed;
1251                         rdp->passed_quiesce = 0;
1252                 }
1253
1254                 /*
1255                  * If RCU does not need a quiescent state from this CPU,
1256                  * then make sure that this CPU doesn't go looking for one.
1257                  */
1258                 if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) == 0)
1259                         rdp->qs_pending = 0;
1260         }
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
1265  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
1266  * belongs.
1267  */
1268 static void
1269 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1270 {
1271         unsigned long flags;
1272         struct rcu_node *rnp;
1273
1274         local_irq_save(flags);
1275         rnp = rdp->mynode;
1276         if (rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed) || /* outside lock. */
1277             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1278                 local_irq_restore(flags);
1279                 return;
1280         }
1281         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1282         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Do per-CPU grace-period initialization for running CPU.  The caller
1287  * must hold the lock of the leaf rcu_node structure corresponding to
1288  * this CPU.
1289  */
1290 static void
1291 rcu_start_gp_per_cpu(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1292 {
1293         /* Prior grace period ended, so advance callbacks for current CPU. */
1294         __rcu_process_gp_end(rsp, rnp, rdp);
1295
1296         /* Set state so that this CPU will detect the next quiescent state. */
1297         __note_new_gpnum(rsp, rnp, rdp);
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Initialize a new grace period.
1302  */
1303 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1304 {
1305         struct rcu_data *rdp;
1306         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1307
1308         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1309         rsp->gp_flags = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1310
1311         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1312                 /* Grace period already in progress, don't start another.  */
1313                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1314                 return 0;
1315         }
1316
1317         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1318         rsp->gpnum++;
1319         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, "start");
1320         record_gp_stall_check_time(rsp);
1321         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1322
1323         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1324         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1325
1326         /*
1327          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1328          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1329          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1330          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1331          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1332          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1333          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1334          * CPU-hotplug operations.
1335          *
1336          * The grace period cannot complete until the initialization
1337          * process finishes, because this kthread handles both.
1338          */
1339         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1340                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1341                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1342                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1343                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1344                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
1345                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1346                 rnp->completed = rsp->completed;
1347                 if (rnp == rdp->mynode)
1348                         rcu_start_gp_per_cpu(rsp, rnp, rdp);
1349                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1350                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1351                                             rnp->level, rnp->grplo,
1352                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1353                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1354 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1355                 if ((random32() % (rcu_num_nodes * 8)) == 0)
1356                         schedule_timeout_uninterruptible(2);
1357 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1358                 cond_resched();
1359         }
1360
1361         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1362         return 1;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Do one round of quiescent-state forcing.
1367  */
1368 int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1369 {
1370         int fqs_state = fqs_state_in;
1371         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1372
1373         rsp->n_force_qs++;
1374         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1375                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1376                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1377                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1378         } else {
1379                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1380                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1381         }
1382         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1383         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1384                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1385                 rsp->gp_flags &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1386                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1387         }
1388         return fqs_state;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Clean up after the old grace period.
1393  */
1394 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1395 {
1396         unsigned long gp_duration;
1397         struct rcu_data *rdp;
1398         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1399
1400         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1401         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1402         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1403                 rsp->gp_max = gp_duration;
1404
1405         /*
1406          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1407          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1408          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1409          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1410          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1411          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1412          */
1413         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1414
1415         /*
1416          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1417          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1418          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1419          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1420          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1421          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1422          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1423          */
1424         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1425                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1426                 rnp->completed = rsp->gpnum;
1427                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1428                 cond_resched();
1429         }
1430         rnp = rcu_get_root(rsp);
1431         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1432
1433         rsp->completed = rsp->gpnum; /* Declare grace period done. */
1434         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, "end");
1435         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1436         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1437         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp))
1438                 rsp->gp_flags = 1;
1439         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Body of kthread that handles grace periods.
1444  */
1445 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1446 {
1447         int fqs_state;
1448         unsigned long j;
1449         int ret;
1450         struct rcu_state *rsp = arg;
1451         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1452
1453         for (;;) {
1454
1455                 /* Handle grace-period start. */
1456                 for (;;) {
1457                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1458                                                  rsp->gp_flags &
1459                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1460                         if ((rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT) &&
1461                             rcu_gp_init(rsp))
1462                                 break;
1463                         cond_resched();
1464                         flush_signals(current);
1465                 }
1466
1467                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1468                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1469                 j = jiffies_till_first_fqs;
1470                 if (j > HZ) {
1471                         j = HZ;
1472                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1473                 }
1474                 for (;;) {
1475                         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1476                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1477                                         (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1478                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1479                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1480                                         j);
1481                         /* If grace period done, leave loop. */
1482                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1483                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1484                                 break;
1485                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1486                         if (ret == 0 || (rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1487                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1488                                 cond_resched();
1489                         } else {
1490                                 /* Deal with stray signal. */
1491                                 cond_resched();
1492                                 flush_signals(current);
1493                         }
1494                         j = jiffies_till_next_fqs;
1495                         if (j > HZ) {
1496                                 j = HZ;
1497                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1498                         } else if (j < 1) {
1499                                 j = 1;
1500                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1501                         }
1502                 }
1503
1504                 /* Handle grace-period end. */
1505                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1506         }
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1511  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1512  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
1513  * be disabled.
1514  *
1515  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1516  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1517  * quiescent state.
1518  */
1519 static void
1520 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1521         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1522 {
1523         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1524         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1525
1526         if (!rsp->gp_kthread ||
1527             !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1528                 /*
1529                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1530                  * task, this CPU does not need another grace period,
1531                  * or a grace period is already in progress.
1532                  * Either way, don't start a new grace period.
1533                  */
1534                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1535                 return;
1536         }
1537
1538         /*
1539          * Because there is no grace period in progress right now,
1540          * any callbacks we have up to this point will be satisfied
1541          * by the next grace period.  So this is a good place to
1542          * assign a grace period number to recently posted callbacks.
1543          */
1544         rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1545
1546         rsp->gp_flags = RCU_GP_FLAG_INIT;
1547         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
1548
1549         /* Ensure that CPU is aware of completion of last grace period. */
1550         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1551         local_irq_restore(flags);
1552
1553         /* Wake up rcu_gp_kthread() to start the grace period. */
1554         wake_up(&rsp->gp_wq);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1559  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1560  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1561  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, as
1562  * required by rcu_start_gp(), which will release it.
1563  */
1564 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1565         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1566 {
1567         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1568         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1569         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1574  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1575  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1576  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1577  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1578  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1579  */
1580 static void
1581 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1582                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1583         __releases(rnp->lock)
1584 {
1585         struct rcu_node *rnp_c;
1586
1587         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1588         for (;;) {
1589                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1590
1591                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1592                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1593                         return;
1594                 }
1595                 rnp->qsmask &= ~mask;
1596                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1597                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1598                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1599                                                  !!rnp->gp_tasks);
1600                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1601
1602                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1603                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1604                         return;
1605                 }
1606                 mask = rnp->grpmask;
1607                 if (rnp->parent == NULL) {
1608
1609                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1610
1611                         break;
1612                 }
1613                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1614                 rnp_c = rnp;
1615                 rnp = rnp->parent;
1616                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1617                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1618         }
1619
1620         /*
1621          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1622          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1623          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1624          */
1625         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1630  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1631  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1632  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1633  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
1634  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
1635  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
1636  */
1637 static void
1638 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1639 {
1640         unsigned long flags;
1641         unsigned long mask;
1642         struct rcu_node *rnp;
1643
1644         rnp = rdp->mynode;
1645         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1646         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
1647             rnp->completed == rnp->gpnum) {
1648
1649                 /*
1650                  * The grace period in which this quiescent state was
1651                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1652                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1653                  * within the current grace period.
1654                  */
1655                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
1656                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1657                 return;
1658         }
1659         mask = rdp->grpmask;
1660         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1661                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1662         } else {
1663                 rdp->qs_pending = 0;
1664
1665                 /*
1666                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1667                  * callbacks can be processed during the next GP.
1668                  */
1669                 rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1670
1671                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
1672         }
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
1677  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
1678  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
1679  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
1680  */
1681 static void
1682 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1683 {
1684         /* If there is now a new grace period, record and return. */
1685         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
1686                 return;
1687
1688         /*
1689          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
1690          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
1691          */
1692         if (!rdp->qs_pending)
1693                 return;
1694
1695         /*
1696          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
1697          * period? If no, then exit and wait for the next call.
1698          */
1699         if (!rdp->passed_quiesce)
1700                 return;
1701
1702         /*
1703          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
1704          * judge of that).
1705          */
1706         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
1707 }
1708
1709 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1710
1711 /*
1712  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
1713  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
1714  * ->orphan_lock.
1715  */
1716 static void
1717 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
1718                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1719 {
1720         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
1721         if (is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1722                 return;
1723
1724         /*
1725          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
1726          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
1727          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
1728          */
1729         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1730                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
1731                 rsp->qlen += rdp->qlen;
1732                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
1733                 rdp->qlen_lazy = 0;
1734                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
1735         }
1736
1737         /*
1738          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
1739          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
1740          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
1741          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
1742          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
1743          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
1744          * we just reset the whole thing later on.
1745          */
1746         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
1747                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1748                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1749                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1750         }
1751
1752         /*
1753          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
1754          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
1755          * required to pass though another grace period: They are done.
1756          */
1757         if (rdp->nxtlist != NULL) {
1758                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
1759                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1760         }
1761
1762         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
1763         init_callback_list(rdp);
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
1768  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
1769  */
1770 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
1771 {
1772         int i;
1773         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
1774
1775         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
1776         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp))
1777                 return;
1778
1779         /* Do the accounting first. */
1780         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
1781         rdp->qlen += rsp->qlen;
1782         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
1783         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
1784                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
1785         rsp->qlen_lazy = 0;
1786         rsp->qlen = 0;
1787
1788         /*
1789          * We do not need a memory barrier here because the only way we
1790          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
1791          * we are the task doing the rcu_barrier().
1792          */
1793
1794         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
1795         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1796                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1797                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
1798                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
1799                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1800                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
1801                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1802                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1803         }
1804
1805         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
1806         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1807                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
1808                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
1809                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1810                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1811         }
1812 }
1813
1814 /*
1815  * Trace the fact that this CPU is going offline.
1816  */
1817 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1818 {
1819         RCU_TRACE(unsigned long mask);
1820         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
1821         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
1822
1823         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
1824         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1825                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
1826                                "cpuofl");
1827 }
1828
1829 /*
1830  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
1831  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
1832  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
1833  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
1834  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
1835  */
1836 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1837 {
1838         unsigned long flags;
1839         unsigned long mask;
1840         int need_report = 0;
1841         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1842         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
1843
1844         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
1845         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
1846
1847         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
1848
1849         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
1850         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1851         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
1852
1853         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
1854         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
1855         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1856
1857         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
1858         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
1859         do {
1860                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
1861                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
1862                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
1863                         if (rnp != rdp->mynode)
1864                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1865                         break;
1866                 }
1867                 if (rnp == rdp->mynode)
1868                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
1869                 else
1870                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1871                 mask = rnp->grpmask;
1872                 rnp = rnp->parent;
1873         } while (rnp != NULL);
1874
1875         /*
1876          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
1877          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
1878          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
1879          * held leads to deadlock.
1880          */
1881         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
1882         rnp = rdp->mynode;
1883         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
1884                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
1885         else
1886                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1887         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
1888                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
1889         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
1890                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
1891                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
1892         init_callback_list(rdp);
1893         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
1894         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
1895         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1896 }
1897
1898 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1899
1900 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
1901 {
1902 }
1903
1904 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1905 {
1906 }
1907
1908 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1909
1910 /*
1911  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
1912  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
1913  */
1914 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1915 {
1916         unsigned long flags;
1917         struct rcu_head *next, *list, **tail;
1918         long bl, count, count_lazy;
1919         int i;
1920
1921         /* If no callbacks are ready, just return. */
1922         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1923                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
1924                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
1925                                     need_resched(), is_idle_task(current),
1926                                     rcu_is_callbacks_kthread());
1927                 return;
1928         }
1929
1930         /*
1931          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
1932          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
1933          */
1934         local_irq_save(flags);
1935         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
1936         bl = rdp->blimit;
1937         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
1938         list = rdp->nxtlist;
1939         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1940         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
1941         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1942         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
1943                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1944                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1945         local_irq_restore(flags);
1946
1947         /* Invoke callbacks. */
1948         count = count_lazy = 0;
1949         while (list) {
1950                 next = list->next;
1951                 prefetch(next);
1952                 debug_rcu_head_unqueue(list);
1953                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
1954                         count_lazy++;
1955                 list = next;
1956                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
1957                 if (++count >= bl &&
1958                     (need_resched() ||
1959                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
1960                         break;
1961         }
1962
1963         local_irq_save(flags);
1964         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
1965                             is_idle_task(current),
1966                             rcu_is_callbacks_kthread());
1967
1968         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1969         if (list != NULL) {
1970                 *tail = rdp->nxtlist;
1971                 rdp->nxtlist = list;
1972                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1973                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
1974                                 rdp->nxttail[i] = tail;
1975                         else
1976                                 break;
1977         }
1978         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
1979         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
1980         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
1981         rdp->n_cbs_invoked += count;
1982
1983         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1984         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1985                 rdp->blimit = blimit;
1986
1987         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1988         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1989                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1990                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1991         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1992                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1993         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
1994
1995         local_irq_restore(flags);
1996
1997         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
1998         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1999                 invoke_rcu_core();
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2004  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2005  * Also schedule RCU core processing.
2006  *
2007  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2008  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2009  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2010  */
2011 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2012 {
2013         trace_rcu_utilization("Start scheduler-tick");
2014         increment_cpu_stall_ticks();
2015         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2016
2017                 /*
2018                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2019                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2020                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2021                  * a quiescent state, so note it.
2022                  *
2023                  * No memory barrier is required here because both
2024                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2025                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2026                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2027                  */
2028
2029                 rcu_sched_qs(cpu);
2030                 rcu_bh_qs(cpu);
2031
2032         } else if (!in_softirq()) {
2033
2034                 /*
2035                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2036                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2037                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2038                  * critical section, so note it.
2039                  */
2040
2041                 rcu_bh_qs(cpu);
2042         }
2043         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2044         if (rcu_pending(cpu))
2045                 invoke_rcu_core();
2046         trace_rcu_utilization("End scheduler-tick");
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2051  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2052  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2053  *
2054  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2055  */
2056 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *))
2057 {
2058         unsigned long bit;
2059         int cpu;
2060         unsigned long flags;
2061         unsigned long mask;
2062         struct rcu_node *rnp;
2063
2064         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2065                 cond_resched();
2066                 mask = 0;
2067                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2068                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2069                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2070                         return;
2071                 }
2072                 if (rnp->qsmask == 0) {
2073                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2074                         continue;
2075                 }
2076                 cpu = rnp->grplo;
2077                 bit = 1;
2078                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2079                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 &&
2080                             f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2081                                 mask |= bit;
2082                 }
2083                 if (mask != 0) {
2084
2085                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2086                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2087                         continue;
2088                 }
2089                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2090         }
2091         rnp = rcu_get_root(rsp);
2092         if (rnp->qsmask == 0) {
2093                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2094                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2095         }
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2100  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2101  */
2102 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2103 {
2104         unsigned long flags;
2105         bool ret;
2106         struct rcu_node *rnp;
2107         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2108
2109         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2110         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2111         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2112                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2113                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2114                 if (rnp_old != NULL)
2115                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2116                 if (ret) {
2117                         rsp->n_force_qs_lh++;
2118                         return;
2119                 }
2120                 rnp_old = rnp;
2121         }
2122         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2123
2124         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2125         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2126         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2127         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2128                 rsp->n_force_qs_lh++;
2129                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2130                 return;  /* Someone beat us to it. */
2131         }
2132         rsp->gp_flags |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2133         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2134         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2135 }
2136
2137 /*
2138  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2139  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2140  * whom the rdp belongs.
2141  */
2142 static void
2143 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2144 {
2145         unsigned long flags;
2146         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2147
2148         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2149
2150         /* Handle the end of a grace period that some other CPU ended.  */
2151         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2152
2153         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2154         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2155
2156         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2157         local_irq_save(flags);
2158         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2159                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2160                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
2161         } else {
2162                 local_irq_restore(flags);
2163         }
2164
2165         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2166         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2167                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Do RCU core processing for the current CPU.
2172  */
2173 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2174 {
2175         struct rcu_state *rsp;
2176
2177         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2178                 return;
2179         trace_rcu_utilization("Start RCU core");
2180         for_each_rcu_flavor(rsp)
2181                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2182         trace_rcu_utilization("End RCU core");
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2187  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2188  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2189  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2190  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2191  */
2192 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2193 {
2194         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2195                 return;
2196         if (likely(!rsp->boost)) {
2197                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2198                 return;
2199         }
2200         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2201 }
2202
2203 static void invoke_rcu_core(void)
2204 {
2205         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2210  */
2211 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2212                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2213 {
2214         /*
2215          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2216          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2217          */
2218         if (rcu_is_cpu_idle() && cpu_online(smp_processor_id()))
2219                 invoke_rcu_core();
2220
2221         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2222         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2223                 return;
2224
2225         /*
2226          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2227          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2228          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2229          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2230          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2231          */
2232         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2233
2234                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2235                 rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
2236                 check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
2237
2238                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2239                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2240                         unsigned long nestflag;
2241                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2242
2243                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
2244                         rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* rlses rnp_root->lock */
2245                 } else {
2246                         /* Give the grace period a kick. */
2247                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2248                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2249                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2250                                 force_quiescent_state(rsp);
2251                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2252                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2253                 }
2254         }
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2259  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2260  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2261  * is expected to specify a CPU.
2262  */
2263 static void
2264 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2265            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2266 {
2267         unsigned long flags;
2268         struct rcu_data *rdp;
2269
2270         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2271         debug_rcu_head_queue(head);
2272         head->func = func;
2273         head->next = NULL;
2274
2275         /*
2276          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2277          * Note that we might see a beginning right after we see an
2278          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2279          * a quiescent state betweentimes.
2280          */
2281         local_irq_save(flags);
2282         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2283
2284         /* Add the callback to our list. */
2285         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2286                 int offline;
2287
2288                 if (cpu != -1)
2289                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2290                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy);
2291                 WARN_ON_ONCE(offline);
2292                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2293                 local_irq_restore(flags);
2294                 return;
2295         }
2296         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2297         if (lazy)
2298                 rdp->qlen_lazy++;
2299         else
2300                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2301         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2302         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2303         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2304
2305         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2306                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2307                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2308         else
2309                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2310
2311         /* Go handle any RCU core processing required. */
2312         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2313         local_irq_restore(flags);
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2318  */
2319 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2320 {
2321         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2322 }
2323 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2324
2325 /*
2326  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2327  */
2328 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2329 {
2330         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2331 }
2332 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2333
2334 /*
2335  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2336  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2337  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2338  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2339  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2340  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2341  * some overhead: RCU still operates correctly.
2342  */
2343 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2344 {
2345         int ret;
2346
2347         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2348         preempt_disable();
2349         ret = num_online_cpus() <= 1;
2350         preempt_enable();
2351         return ret;
2352 }
2353
2354 /**
2355  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2356  *
2357  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2358  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2359  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2360  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2361  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2362  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2363  * rcu_read_lock_sched().
2364  *
2365  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2366  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2367  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2368  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2369  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2370  *
2371  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2372  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2373  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2374  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2375  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2376  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2377  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2378  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2379  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2380  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2381  * that are executing in the kernel.
2382  *
2383  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2384  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2385  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2386  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2387  * again only if the system has more than one CPU).
2388  *
2389  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2390  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2391  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2392  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2393  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2394  */
2395 void synchronize_sched(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_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2401         if (rcu_blocking_is_gp())
2402                 return;
2403         if (rcu_expedited)
2404                 synchronize_sched_expedited();
2405         else
2406                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2407 }
2408 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2409
2410 /**
2411  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2412  *
2413  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2414  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2415  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2416  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2417  * and may be nested.
2418  *
2419  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2420  * on memory ordering guarantees.
2421  */
2422 void synchronize_rcu_bh(void)
2423 {
2424         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2425                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2426                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2427                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2428         if (rcu_blocking_is_gp())
2429                 return;
2430         if (rcu_expedited)
2431                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2432         else
2433                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2436
2437 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2438 {
2439         /*
2440          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2441          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2442          * time that it returns.
2443          *
2444          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2445          * above condition is already met when the control reaches
2446          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2447          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2448          * robustness against future implementation changes.
2449          */
2450         smp_mb(); /* See above comment block. */
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 /**
2455  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2456  *
2457  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2458  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2459  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2460  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2461  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2462  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2463  * synchronize_sched() instead.
2464  *
2465  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2466  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2467  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2468  * these restriction will result in deadlock.
2469  *
2470  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2471  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2472  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2473  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2474  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2475  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2476  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2477  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2478  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2479  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2480  *
2481  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2482  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2483  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2484  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2485  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2486  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2487  * doing our work for us.
2488  *
2489  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2490  */
2491 void synchronize_sched_expedited(void)
2492 {
2493         long firstsnap, s, snap;
2494         int trycount = 0;
2495         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2496
2497         /*
2498          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2499          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2500          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2501          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2502          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2503          * course be required on a 64-bit system.
2504          */
2505         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2506                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2507                          ULONG_MAX / 8)) {
2508                 synchronize_sched();
2509                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2510                 return;
2511         }
2512
2513         /*
2514          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2515          * full memory barrier.
2516          */
2517         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2518         firstsnap = snap;
2519         get_online_cpus();
2520         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2521
2522         /*
2523          * Each pass through the following loop attempts to force a
2524          * context switch on each CPU.
2525          */
2526         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2527                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2528                              NULL) == -EAGAIN) {
2529                 put_online_cpus();
2530                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2531
2532                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2533                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2534                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2535                         /* ensure test happens before caller kfree */
2536                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2537                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
2538                         return;
2539                 }
2540
2541                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
2542                 if (trycount++ < 10) {
2543                         udelay(trycount * num_online_cpus());
2544                 } else {
2545                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2546                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2547                         return;
2548                 }
2549
2550                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
2551                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2552                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
2553                         /* ensure test happens before caller kfree */
2554                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2555                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
2556                         return;
2557                 }
2558
2559                 /*
2560                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
2561                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
2562                  * after they started, so our grace period works for them,
2563                  * and they started after our first try, so their grace
2564                  * period works for us.
2565                  */
2566                 get_online_cpus();
2567                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
2568                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
2569         }
2570         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
2571
2572         /*
2573          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
2574          * period.  Update the counter, but only if our work is still
2575          * relevant -- which it won't be if someone who started later
2576          * than we did already did their update.
2577          */
2578         do {
2579                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
2580                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
2581                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
2582                         /* ensure test happens before caller kfree */
2583                         smp_mb__before_atomic_inc(); /* ^^^ */
2584                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
2585                         break;
2586                 }
2587         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
2588         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
2589
2590         put_online_cpus();
2591 }
2592 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
2593
2594 /*
2595  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2596  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
2597  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
2598  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
2599  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
2600  */
2601 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2602 {
2603         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2604
2605         rdp->n_rcu_pending++;
2606
2607         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
2608         check_cpu_stall(rsp, rdp);
2609
2610         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
2611         if (rcu_scheduler_fully_active &&
2612             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
2613                 rdp->n_rp_qs_pending++;
2614         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
2615                 rdp->n_rp_report_qs++;
2616                 return 1;
2617         }
2618
2619         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
2620         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2621                 rdp->n_rp_cb_ready++;
2622                 return 1;
2623         }
2624
2625         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
2626         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2627                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
2628                 return 1;
2629         }
2630
2631         /* Has another RCU grace period completed?  */
2632         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
2633                 rdp->n_rp_gp_completed++;
2634                 return 1;
2635         }
2636
2637         /* Has a new RCU grace period started? */
2638         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
2639                 rdp->n_rp_gp_started++;
2640                 return 1;
2641         }
2642
2643         /* nothing to do */
2644         rdp->n_rp_need_nothing++;
2645         return 0;
2646 }
2647
2648 /*
2649  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
2650  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
2651  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
2652  */
2653 static int rcu_pending(int cpu)
2654 {
2655         struct rcu_state *rsp;
2656
2657         for_each_rcu_flavor(rsp)
2658                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2659                         return 1;
2660         return 0;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
2665  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
2666  * 1 if so.
2667  */
2668 static int rcu_cpu_has_callbacks(int cpu)
2669 {
2670         struct rcu_state *rsp;
2671
2672         /* RCU callbacks either ready or pending? */
2673         for_each_rcu_flavor(rsp)
2674                 if (per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->nxtlist)
2675                         return 1;
2676         return 0;
2677 }
2678
2679 /*
2680  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
2681  * the compiler is expected to optimize this away.
2682  */
2683 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, char *s,
2684                                int cpu, unsigned long done)
2685 {
2686         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
2687                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
2688 }
2689
2690 /*
2691  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
2692  * up the task executing _rcu_barrier().
2693  */
2694 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
2695 {
2696         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
2697         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
2698
2699         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
2700                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
2701                 complete(&rsp->barrier_completion);
2702         } else {
2703                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
2704         }
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
2709  */
2710 static void rcu_barrier_func(void *type)
2711 {
2712         struct rcu_state *rsp = type;
2713         struct rcu_data *rdp = __this_cpu_ptr(rsp->rda);
2714
2715         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
2716         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2717         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
2718 }
2719
2720 /*
2721  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
2722  * RCU callbacks of the specified type to complete.
2723  */
2724 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
2725 {
2726         int cpu;
2727         struct rcu_data *rdp;
2728         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2729         unsigned long snap_done;
2730
2731         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
2732
2733         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
2734         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
2735
2736         /*
2737          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
2738          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
2739          */
2740         smp_mb();  /* See above block comment. */
2741
2742         /*
2743          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
2744          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
2745          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
2746          * value up to the next even number and adds two before comparing.
2747          */
2748         snap_done = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
2749         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
2750         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, ((snap + 1) & ~0x1) + 2)) {
2751                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
2752                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
2753                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2754                 return;
2755         }
2756
2757         /*
2758          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
2759          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
2760          * the increment to precede the early-exit check.
2761          */
2762         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2763         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
2764         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
2765         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
2766
2767         /*
2768          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
2769          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
2770          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
2771          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
2772          */
2773         init_completion(&rsp->barrier_completion);
2774         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
2775         get_online_cpus();
2776
2777         /*
2778          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
2779          * When that callback is invoked, we will know that all of the
2780          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
2781          */
2782         for_each_possible_cpu(cpu) {
2783                 if (!cpu_online(cpu) && !is_nocb_cpu(cpu))
2784                         continue;
2785                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2786                 if (is_nocb_cpu(cpu)) {
2787                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
2788                                            rsp->n_barrier_done);
2789                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
2790                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
2791                                    rsp, cpu, 0);
2792                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
2793                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
2794                                            rsp->n_barrier_done);
2795                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
2796                 } else {
2797                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
2798                                            rsp->n_barrier_done);
2799                 }
2800         }
2801         put_online_cpus();
2802
2803         /*
2804          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
2805          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
2806          */
2807         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
2808                 complete(&rsp->barrier_completion);
2809
2810         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
2811         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
2812         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
2813         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
2814         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
2815         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
2816
2817         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
2818         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
2819
2820         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
2821         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
2822 }
2823
2824 /**
2825  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
2826  */
2827 void rcu_barrier_bh(void)
2828 {
2829         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
2830 }
2831 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
2832
2833 /**
2834  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
2835  */
2836 void rcu_barrier_sched(void)
2837 {
2838         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
2839 }
2840 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
2841
2842 /*
2843  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
2844  */
2845 static void __init
2846 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2847 {
2848         unsigned long flags;
2849         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2850         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2851
2852         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2853         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2854         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
2855         init_callback_list(rdp);
2856         rdp->qlen_lazy = 0;
2857         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2858         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
2859         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
2860         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
2861 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
2862         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->in_user);
2863 #endif
2864         rdp->cpu = cpu;
2865         rdp->rsp = rsp;
2866         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
2867         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
2872  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
2873  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
2874  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
2875  */
2876 static void __cpuinit
2877 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptible)
2878 {
2879         unsigned long flags;
2880         unsigned long mask;
2881         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2882         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2883
2884         /* Exclude new grace periods. */
2885         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2886
2887         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
2888         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2889         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
2890         rdp->preemptible = preemptible;
2891         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2892         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2893         rdp->blimit = blimit;
2894         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
2895         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2896         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
2897                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
2898         rcu_prepare_for_idle_init(cpu);
2899         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
2900
2901         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
2902         rnp = rdp->mynode;
2903         mask = rdp->grpmask;
2904         do {
2905                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
2906                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2907                 rnp->qsmaskinit |= mask;
2908                 mask = rnp->grpmask;
2909                 if (rnp == rdp->mynode) {
2910                         /*
2911                          * If there is a grace period in progress, we will
2912                          * set up to wait for it next time we run the
2913                          * RCU core code.
2914                          */
2915                         rdp->gpnum = rnp->completed;
2916                         rdp->completed = rnp->completed;
2917                         rdp->passed_quiesce = 0;
2918                         rdp->qs_pending = 0;
2919                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, "cpuonl");
2920                 }
2921                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2922                 rnp = rnp->parent;
2923         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
2924         local_irq_restore(flags);
2925
2926         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2927 }
2928
2929 static void __cpuinit rcu_prepare_cpu(int cpu)
2930 {
2931         struct rcu_state *rsp;
2932
2933         for_each_rcu_flavor(rsp)
2934                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp,
2935                                      strcmp(rsp->name, "rcu_preempt") == 0);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Handle CPU online/offline notification events.
2940  */
2941 static int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
2942                                     unsigned long action, void *hcpu)
2943 {
2944         long cpu = (long)hcpu;
2945         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state->rda, cpu);
2946         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2947         struct rcu_state *rsp;
2948         int ret = NOTIFY_OK;
2949
2950         trace_rcu_utilization("Start CPU hotplug");
2951         switch (action) {
2952         case CPU_UP_PREPARE:
2953         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2954                 rcu_prepare_cpu(cpu);
2955                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
2956                 break;
2957         case CPU_ONLINE:
2958         case CPU_DOWN_FAILED:
2959                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2960                 break;
2961         case CPU_DOWN_PREPARE:
2962                 if (nocb_cpu_expendable(cpu))
2963                         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
2964                 else
2965                         ret = NOTIFY_BAD;
2966                 break;
2967         case CPU_DYING:
2968         case CPU_DYING_FROZEN:
2969                 /*
2970                  * The whole machine is "stopped" except this CPU, so we can
2971                  * touch any data without introducing corruption. We send the
2972                  * dying CPU's callbacks to an arbitrarily chosen online CPU.
2973                  */
2974                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2975                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
2976                 rcu_cleanup_after_idle(cpu);
2977                 break;
2978         case CPU_DEAD:
2979         case CPU_DEAD_FROZEN:
2980         case CPU_UP_CANCELED:
2981         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2982                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2983                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
2984                 break;
2985         default:
2986                 break;
2987         }
2988         trace_rcu_utilization("End CPU hotplug");
2989         return ret;
2990 }
2991
2992 /*
2993  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
2994  */
2995 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
2996 {
2997         unsigned long flags;
2998         struct rcu_node *rnp;
2999         struct rcu_state *rsp;
3000         struct task_struct *t;
3001
3002         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3003                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, rsp->name);
3004                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3005                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3006                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3007                 rsp->gp_kthread = t;
3008                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3009                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3010         }
3011         return 0;
3012 }
3013 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3014
3015 /*
3016  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3017  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3018  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3019  * task is booting the system).  After this function is called, the
3020  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3021  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3022  */
3023 void rcu_scheduler_starting(void)
3024 {
3025         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3026         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3027         rcu_scheduler_active = 1;
3028 }
3029
3030 /*
3031  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3032  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3033  */
3034 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3035 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3036 {
3037         int i;
3038
3039         for (i = rcu_num_lvls - 1; i > 0; i--)
3040                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3041         rsp->levelspread[0] = rcu_fanout_leaf;
3042 }
3043 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3044 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3045 {
3046         int ccur;
3047         int cprv;
3048         int i;
3049
3050         cprv = nr_cpu_ids;
3051         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3052                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3053                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3054                 cprv = ccur;
3055         }
3056 }
3057 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3058
3059 /*
3060  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3061  */
3062 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3063                 struct rcu_data __percpu *rda)
3064 {
3065         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3066                                "rcu_node_1",
3067                                "rcu_node_2",
3068                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3069         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3070                                "rcu_node_fqs_1",
3071                                "rcu_node_fqs_2",
3072                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3073         int cpustride = 1;
3074         int i;
3075         int j;
3076         struct rcu_node *rnp;
3077
3078         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3079
3080         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3081
3082         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3083                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3084         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3085                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3086         rcu_init_levelspread(rsp);
3087
3088         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3089
3090         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3091                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3092                 rnp = rsp->level[i];
3093                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3094                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3095                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3096                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3097                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3098                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3099                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3100                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3101                         rnp->completed = rsp->completed;
3102                         rnp->qsmask = 0;
3103                         rnp->qsmaskinit = 0;
3104                         rnp->grplo = j * cpustride;
3105                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3106                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
3107                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
3108                         if (i == 0) {
3109                                 rnp->grpnum = 0;
3110                                 rnp->grpmask = 0;
3111                                 rnp->parent = NULL;
3112                         } else {
3113                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3114                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3115                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3116                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3117                         }
3118                         rnp->level = i;
3119                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3120                 }
3121         }
3122
3123         rsp->rda = rda;
3124         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3125         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3126         for_each_possible_cpu(i) {
3127                 while (i > rnp->grphi)
3128                         rnp++;
3129                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3130                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3131         }
3132         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3137  * replace the definitions in rcutree.h because those are needed to size
3138  * the ->node array in the rcu_state structure.
3139  */
3140 static void __init rcu_init_geometry(void)
3141 {
3142         int i;
3143         int j;
3144         int n = nr_cpu_ids;
3145         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3146
3147         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3148         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3149             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3150                 return;
3151
3152         /*
3153          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3154          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3155          * some of the arithmetic easier.
3156          */
3157         rcu_capacity[0] = 1;
3158         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3159         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3160                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3161
3162         /*
3163          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3164          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3165          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3166          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3167          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3168          * compile-time values if these limits are exceeded.
3169          */
3170         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3171             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3172             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3173                 WARN_ON(1);
3174                 return;
3175         }
3176
3177         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3178         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3179                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3180                         for (j = 0; j <= i; j++)
3181                                 num_rcu_lvl[j] =
3182                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3183                         rcu_num_lvls = i;
3184                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3185                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3186                         break;
3187                 }
3188
3189         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3190         rcu_num_nodes = 0;
3191         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3192                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3193         rcu_num_nodes -= n;
3194 }
3195
3196 void __init rcu_init(void)
3197 {
3198         int cpu;
3199
3200         rcu_bootup_announce();
3201         rcu_init_geometry();
3202         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3203         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3204         __rcu_init_preempt();
3205         rcu_init_nocb();
3206          open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3207
3208         /*
3209          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3210          * this is called early in boot, before either interrupts
3211          * or the scheduler are operational.
3212          */
3213         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3214         for_each_online_cpu(cpu)
3215                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3216         check_cpu_stall_init();
3217 }
3218
3219 #include "rcutree_plugin.h"