rcu: Renamings to increase RCU clarity
[linux-2.6.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 <asm/atomic.h>
39 #include <linux/bitops.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/completion.h>
42 #include <linux/moduleparam.h>
43 #include <linux/percpu.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/cpu.h>
46 #include <linux/mutex.h>
47 #include <linux/time.h>
48
49 #include "rcutree.h"
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
52 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
53 struct lockdep_map rcu_lock_map =
54         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
55 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
56 #endif
57
58 /* Data structures. */
59
60 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
61         .level = { &name.node[0] }, \
62         .levelcnt = { \
63                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
64                 NUM_RCU_LVL_1, \
65                 NUM_RCU_LVL_2, \
66                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
67         }, \
68         .signaled = RCU_SIGNAL_INIT, \
69         .gpnum = -300, \
70         .completed = -300, \
71         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
72         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
73         .n_force_qs = 0, \
74         .n_force_qs_ngp = 0, \
75 }
76
77 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
79
80 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
81 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
82
83 /*
84  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
85  * how many quiescent states passed, just if there was at least
86  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
87  */
88 void rcu_sched_qs(int cpu)
89 {
90         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
91         rdp->passed_quiesc = 1;
92         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
93 }
94
95 void rcu_bh_qs(int cpu)
96 {
97         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
98         rdp->passed_quiesc = 1;
99         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
100 }
101
102 #ifdef CONFIG_NO_HZ
103 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
104         .dynticks_nesting = 1,
105         .dynticks = 1,
106 };
107 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
108
109 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
110 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
111 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
112
113 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
114
115 /*
116  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
117  */
118 long rcu_batches_completed_sched(void)
119 {
120         return rcu_sched_state.completed;
121 }
122 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
123
124 /*
125  * Return the number of RCU batches processed thus far for debug & stats.
126  * @@@ placeholder, maps to rcu_batches_completed_sched().
127  */
128 long rcu_batches_completed(void)
129 {
130         return rcu_batches_completed_sched();
131 }
132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
133
134 /*
135  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
136  */
137 long rcu_batches_completed_bh(void)
138 {
139         return rcu_bh_state.completed;
140 }
141 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
142
143 /*
144  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
145  */
146 static int
147 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
148 {
149         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
150 }
151
152 /*
153  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
154  */
155 static int
156 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
157 {
158         /* ACCESS_ONCE() because we are accessing outside of lock. */
159         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
160                ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
161 }
162
163 /*
164  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
165  */
166 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
167 {
168         return &rsp->node[0];
169 }
170
171 #ifdef CONFIG_SMP
172
173 /*
174  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
175  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
176  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
177  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
178  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
179  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
180  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
181  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
182  * each and every time we start a new grace period.
183  */
184 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
185 {
186         /*
187          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
188          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
189          */
190         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
191                 rdp->offline_fqs++;
192                 return 1;
193         }
194
195         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
196         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
197                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
198         else
199                 set_need_resched();
200         rdp->resched_ipi++;
201         return 0;
202 }
203
204 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
205
206 #ifdef CONFIG_NO_HZ
207 static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rcu_rs, 10 * HZ, 5);
208
209 /**
210  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
211  *
212  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
213  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
214  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
215  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
216  */
217 void rcu_enter_nohz(void)
218 {
219         unsigned long flags;
220         struct rcu_dynticks *rdtp;
221
222         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
223         local_irq_save(flags);
224         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
225         rdtp->dynticks++;
226         rdtp->dynticks_nesting--;
227         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
228         local_irq_restore(flags);
229 }
230
231 /*
232  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
233  *
234  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
235  * read-side critical sections normally occur.
236  */
237 void rcu_exit_nohz(void)
238 {
239         unsigned long flags;
240         struct rcu_dynticks *rdtp;
241
242         local_irq_save(flags);
243         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
244         rdtp->dynticks++;
245         rdtp->dynticks_nesting++;
246         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
247         local_irq_restore(flags);
248         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
249 }
250
251 /**
252  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
253  *
254  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
255  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
256  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
257  */
258 void rcu_nmi_enter(void)
259 {
260         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
261
262         if (rdtp->dynticks & 0x1)
263                 return;
264         rdtp->dynticks_nmi++;
265         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1), &rcu_rs);
266         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
267 }
268
269 /**
270  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
271  *
272  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
273  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
274  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
275  */
276 void rcu_nmi_exit(void)
277 {
278         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
279
280         if (rdtp->dynticks & 0x1)
281                 return;
282         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
283         rdtp->dynticks_nmi++;
284         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks_nmi & 0x1, &rcu_rs);
285 }
286
287 /**
288  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
289  *
290  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
291  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
292  */
293 void rcu_irq_enter(void)
294 {
295         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
296
297         if (rdtp->dynticks_nesting++)
298                 return;
299         rdtp->dynticks++;
300         WARN_ON_RATELIMIT(!(rdtp->dynticks & 0x1), &rcu_rs);
301         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
302 }
303
304 /**
305  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
306  *
307  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
308  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
309  * with no ticks.
310  */
311 void rcu_irq_exit(void)
312 {
313         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
314
315         if (--rdtp->dynticks_nesting)
316                 return;
317         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
318         rdtp->dynticks++;
319         WARN_ON_RATELIMIT(rdtp->dynticks & 0x1, &rcu_rs);
320
321         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
322         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
323             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
324                 set_need_resched();
325 }
326
327 /*
328  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
329  * dynticks counter manipulations.  Specify "rsp->completed - 1" to
330  * unconditionally invalidate any future dynticks manipulations (which is
331  * useful at the beginning of a grace period).
332  */
333 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
334 {
335         rsp->dynticks_completed = comp;
336 }
337
338 #ifdef CONFIG_SMP
339
340 /*
341  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
342  */
343 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
344 {
345         return rsp->dynticks_completed;
346 }
347
348 /*
349  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
350  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
351  * is already in a quiescent state courtesy of dynticks idle mode.
352  */
353 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
354 {
355         int ret;
356         int snap;
357         int snap_nmi;
358
359         snap = rdp->dynticks->dynticks;
360         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
361         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
362         rdp->dynticks_snap = snap;
363         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
364         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
365         if (ret)
366                 rdp->dynticks_fqs++;
367         return ret;
368 }
369
370 /*
371  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
372  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
373  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
374  * for this same CPU.
375  */
376 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
377 {
378         long curr;
379         long curr_nmi;
380         long snap;
381         long snap_nmi;
382
383         curr = rdp->dynticks->dynticks;
384         snap = rdp->dynticks_snap;
385         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
386         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
387         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
388
389         /*
390          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
391          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
392          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
393          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
394          * read-side critical section that started before the beginning
395          * of the current RCU grace period.
396          */
397         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
398             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
399                 rdp->dynticks_fqs++;
400                 return 1;
401         }
402
403         /* Go check for the CPU being offline. */
404         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
405 }
406
407 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
408
409 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
410
411 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
412 {
413 }
414
415 #ifdef CONFIG_SMP
416
417 /*
418  * If there are no dynticks, then the only way that a CPU can passively
419  * be in a quiescent state is to be offline.  Unlike dynticks idle, which
420  * is a point in time during the prior (already finished) grace period,
421  * an offline CPU is always in a quiescent state, and thus can be
422  * unconditionally applied.  So just return the current value of completed.
423  */
424 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
425 {
426         return rsp->completed;
427 }
428
429 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
430 {
431         return 0;
432 }
433
434 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
435 {
436         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
437 }
438
439 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
440
441 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
442
443 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
444
445 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
446 {
447         rsp->gp_start = jiffies;
448         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
449 }
450
451 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
452 {
453         int cpu;
454         long delta;
455         unsigned long flags;
456         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
457         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
458         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
459
460         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
461
462         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
463         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
464         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || rsp->gpnum == rsp->completed) {
465                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
466                 return;
467         }
468         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
469         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
470
471         /* OK, time to rat on our buddy... */
472
473         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
474         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
475                 if (rnp_cur->qsmask == 0)
476                         continue;
477                 for (cpu = 0; cpu <= rnp_cur->grphi - rnp_cur->grplo; cpu++)
478                         if (rnp_cur->qsmask & (1UL << cpu))
479                                 printk(" %d", rnp_cur->grplo + cpu);
480         }
481         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
482                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
483         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
484 }
485
486 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
487 {
488         unsigned long flags;
489         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
490
491         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
492                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
493         dump_stack();
494         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
495         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
496                 rsp->jiffies_stall =
497                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
498         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
499         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
500 }
501
502 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
503 {
504         long delta;
505         struct rcu_node *rnp;
506
507         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
508         rnp = rdp->mynode;
509         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
510
511                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
512                 print_cpu_stall(rsp);
513
514         } else if (rsp->gpnum != rsp->completed &&
515                    delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
516
517                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
518                 print_other_cpu_stall(rsp);
519         }
520 }
521
522 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
523
524 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
525 {
526 }
527
528 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
529 {
530 }
531
532 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
533
534 /*
535  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
536  * This is used both when we started the grace period and when we notice
537  * that someone else started the grace period.
538  */
539 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
540 {
541         rdp->qs_pending = 1;
542         rdp->passed_quiesc = 0;
543         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
544 }
545
546 /*
547  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
548  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
549  * on the CPU corresponding to rdp.
550  */
551 static int
552 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
553 {
554         unsigned long flags;
555         int ret = 0;
556
557         local_irq_save(flags);
558         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
559                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
560                 ret = 1;
561         }
562         local_irq_restore(flags);
563         return ret;
564 }
565
566 /*
567  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
568  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
569  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
570  * be disabled.
571  */
572 static void
573 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
574         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
575 {
576         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
577         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
578         struct rcu_node *rnp_cur;
579         struct rcu_node *rnp_end;
580
581         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
582                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
583                 return;
584         }
585
586         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
587         rsp->gpnum++;
588         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
589         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
590         record_gp_stall_check_time(rsp);
591         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
592         note_new_gpnum(rsp, rdp);
593
594         /*
595          * Because we are first, we know that all our callbacks will
596          * be covered by this upcoming grace period, even the ones
597          * that were registered arbitrarily recently.
598          */
599         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
600         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
601
602         /* Special-case the common single-level case. */
603         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
604                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
605                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
606                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
607                 return;
608         }
609
610         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
611
612
613         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
614         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
615
616         /*
617          * Set the quiescent-state-needed bits in all the non-leaf RCU
618          * nodes for all currently online CPUs.  This operation relies
619          * on the layout of the hierarchy within the rsp->node[] array.
620          * Note that other CPUs will access only the leaves of the
621          * hierarchy, which still indicate that no grace period is in
622          * progress.  In addition, we have excluded CPU-hotplug operations.
623          *
624          * We therefore do not need to hold any locks.  Any required
625          * memory barriers will be supplied by the locks guarding the
626          * leaf rcu_nodes in the hierarchy.
627          */
628
629         rnp_end = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
630         for (rnp_cur = &rsp->node[0]; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++)
631                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
632
633         /*
634          * Now set up the leaf nodes.  Here we must be careful.  First,
635          * we need to hold the lock in order to exclude other CPUs, which
636          * might be contending for the leaf nodes' locks.  Second, as
637          * soon as we initialize a given leaf node, its CPUs might run
638          * up the rest of the hierarchy.  We must therefore acquire locks
639          * for each node that we touch during this stage.  (But we still
640          * are excluding CPU-hotplug operations.)
641          *
642          * Note that the grace period cannot complete until we finish
643          * the initialization process, as there will be at least one
644          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
645          * one corresponding to this CPU.
646          */
647         rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
648         rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
649         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
650                 spin_lock(&rnp_cur->lock);      /* irqs already disabled. */
651                 rnp_cur->qsmask = rnp_cur->qsmaskinit;
652                 spin_unlock(&rnp_cur->lock);    /* irqs already disabled. */
653         }
654
655         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
656         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
657 }
658
659 /*
660  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
661  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
662  * belongs.
663  */
664 static void
665 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
666 {
667         long completed_snap;
668         unsigned long flags;
669
670         local_irq_save(flags);
671         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
672
673         /* Did another grace period end? */
674         if (rdp->completed != completed_snap) {
675
676                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
677                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
678                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
679                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
680
681                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
682                 rdp->completed = completed_snap;
683         }
684         local_irq_restore(flags);
685 }
686
687 /*
688  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
689  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
690  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
691  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
692  * before return.
693  */
694 static void
695 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
696               unsigned long flags)
697         __releases(rnp->lock)
698 {
699         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
700         for (;;) {
701                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
702
703                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
704                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
705                         return;
706                 }
707                 rnp->qsmask &= ~mask;
708                 if (rnp->qsmask != 0) {
709
710                         /* Other bits still set at this level, so done. */
711                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
712                         return;
713                 }
714                 mask = rnp->grpmask;
715                 if (rnp->parent == NULL) {
716
717                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
718
719                         break;
720                 }
721                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
722                 rnp = rnp->parent;
723                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
724         }
725
726         /*
727          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
728          * state for this grace period.  Clean up and let rcu_start_gp()
729          * start up the next grace period if one is needed.  Note that
730          * we still hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which
731          * will release it.
732          */
733         rsp->completed = rsp->gpnum;
734         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
735         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases rnp->lock. */
736 }
737
738 /*
739  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
740  * the current CPU or an offline CPU.  The lastcomp argument is used to
741  * make sure we are still in the grace period of interest.  We don't want
742  * to end the current grace period based on quiescent states detected in
743  * an earlier grace period!
744  */
745 static void
746 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
747 {
748         unsigned long flags;
749         unsigned long mask;
750         struct rcu_node *rnp;
751
752         rnp = rdp->mynode;
753         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
754         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
755
756                 /*
757                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
758                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
759                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
760                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
761                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
762                  * occurred.
763                  */
764                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
765                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
766                 return;
767         }
768         mask = rdp->grpmask;
769         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
770                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
771         } else {
772                 rdp->qs_pending = 0;
773
774                 /*
775                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
776                  * callbacks can be processed during the next GP.
777                  */
778                 rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
779                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
780
781                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
782         }
783 }
784
785 /*
786  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
787  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
788  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
789  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
790  */
791 static void
792 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
793 {
794         /* If there is now a new grace period, record and return. */
795         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
796                 return;
797
798         /*
799          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
800          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
801          */
802         if (!rdp->qs_pending)
803                 return;
804
805         /*
806          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
807          * period? If no, then exit and wait for the next call.
808          */
809         if (!rdp->passed_quiesc)
810                 return;
811
812         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
813         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
814 }
815
816 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
817
818 /*
819  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
820  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
821  */
822 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
823 {
824         int i;
825         unsigned long flags;
826         long lastcomp;
827         unsigned long mask;
828         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
829         struct rcu_data *rdp_me;
830         struct rcu_node *rnp;
831
832         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
833         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
834
835         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
836         rnp = rdp->mynode;
837         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
838         do {
839                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
840                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
841                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
842                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
843                         break;
844                 }
845                 mask = rnp->grpmask;
846                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs already disabled. */
847                 rnp = rnp->parent;
848         } while (rnp != NULL);
849         lastcomp = rsp->completed;
850
851         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
852
853         /* Being offline is a quiescent state, so go record it. */
854         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
855
856         /*
857          * Move callbacks from the outgoing CPU to the running CPU.
858          * Note that the outgoing CPU is now quiscent, so it is now
859          * (uncharacteristically) safe to access its rcu_data structure.
860          * Note also that we must carefully retain the order of the
861          * outgoing CPU's callbacks in order for rcu_barrier() to work
862          * correctly.  Finally, note that we start all the callbacks
863          * afresh, even those that have passed through a grace period
864          * and are therefore ready to invoke.  The theory is that hotplug
865          * events are rare, and that if they are frequent enough to
866          * indefinitely delay callbacks, you have far worse things to
867          * be worrying about.
868          */
869         rdp_me = rsp->rda[smp_processor_id()];
870         if (rdp->nxtlist != NULL) {
871                 *rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxtlist;
872                 rdp_me->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
873                 rdp->nxtlist = NULL;
874                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
875                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
876                 rdp_me->qlen += rdp->qlen;
877                 rdp->qlen = 0;
878         }
879         local_irq_restore(flags);
880 }
881
882 /*
883  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
884  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
885  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
886  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
887  */
888 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
889 {
890         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
891         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
892 }
893
894 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
895
896 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
897 {
898 }
899
900 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
901
902 /*
903  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
904  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
905  */
906 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
907 {
908         unsigned long flags;
909         struct rcu_head *next, *list, **tail;
910         int count;
911
912         /* If no callbacks are ready, just return.*/
913         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
914                 return;
915
916         /*
917          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
918          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
919          */
920         local_irq_save(flags);
921         list = rdp->nxtlist;
922         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
923         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
924         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
925         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
926                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
927                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
928         local_irq_restore(flags);
929
930         /* Invoke callbacks. */
931         count = 0;
932         while (list) {
933                 next = list->next;
934                 prefetch(next);
935                 list->func(list);
936                 list = next;
937                 if (++count >= rdp->blimit)
938                         break;
939         }
940
941         local_irq_save(flags);
942
943         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
944         rdp->qlen -= count;
945         if (list != NULL) {
946                 *tail = rdp->nxtlist;
947                 rdp->nxtlist = list;
948                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
949                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
950                                 rdp->nxttail[count] = tail;
951                         else
952                                 break;
953         }
954
955         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
956         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
957                 rdp->blimit = blimit;
958
959         local_irq_restore(flags);
960
961         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
962         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
963                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
964 }
965
966 /*
967  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
968  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
969  * Also schedule the RCU softirq handler.
970  *
971  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
972  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
973  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
974  */
975 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
976 {
977         if (user ||
978             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
979              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
980
981                 /*
982                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
983                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
984                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
985                  * a quiescent state, so note it.
986                  *
987                  * No memory barrier is required here because both
988                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
989                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
990                  * at least not while the corresponding CPU is online.
991                  */
992
993                 rcu_sched_qs(cpu);
994                 rcu_bh_qs(cpu);
995
996         } else if (!in_softirq()) {
997
998                 /*
999                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1000                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1001                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1002                  * critical section, so note it.
1003                  */
1004
1005                 rcu_bh_qs(cpu);
1006         }
1007         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1008 }
1009
1010 #ifdef CONFIG_SMP
1011
1012 /*
1013  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1014  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1015  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1016  * because we made it end).
1017  */
1018 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1019                                int (*f)(struct rcu_data *))
1020 {
1021         unsigned long bit;
1022         int cpu;
1023         unsigned long flags;
1024         unsigned long mask;
1025         struct rcu_node *rnp_cur = rsp->level[NUM_RCU_LVLS - 1];
1026         struct rcu_node *rnp_end = &rsp->node[NUM_RCU_NODES];
1027
1028         for (; rnp_cur < rnp_end; rnp_cur++) {
1029                 mask = 0;
1030                 spin_lock_irqsave(&rnp_cur->lock, flags);
1031                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1032                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1033                         return 1;
1034                 }
1035                 if (rnp_cur->qsmask == 0) {
1036                         spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1037                         continue;
1038                 }
1039                 cpu = rnp_cur->grplo;
1040                 bit = 1;
1041                 for (; cpu <= rnp_cur->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1042                         if ((rnp_cur->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1043                                 mask |= bit;
1044                 }
1045                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1046
1047                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp_cur->lock. */
1048                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp_cur, flags);
1049                         continue;
1050                 }
1051                 spin_unlock_irqrestore(&rnp_cur->lock, flags);
1052         }
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1058  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1059  */
1060 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1061 {
1062         unsigned long flags;
1063         long lastcomp;
1064         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1065         u8 signaled;
1066
1067         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum))
1068                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1069         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1070                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1071                 return; /* Someone else is already on the job. */
1072         }
1073         if (relaxed &&
1074             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1075                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1076         rsp->n_force_qs++;
1077         spin_lock(&rnp->lock);
1078         lastcomp = rsp->completed;
1079         signaled = rsp->signaled;
1080         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1081         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1082                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1083                 spin_unlock(&rnp->lock);
1084                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1085         }
1086         spin_unlock(&rnp->lock);
1087         switch (signaled) {
1088         case RCU_GP_INIT:
1089
1090                 break; /* grace period still initializing, ignore. */
1091
1092         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1093
1094                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1095                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1096
1097                 /* Record dyntick-idle state. */
1098                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1099                                         dyntick_save_progress_counter))
1100                         goto unlock_ret;
1101
1102                 /* Update state, record completion counter. */
1103                 spin_lock(&rnp->lock);
1104                 if (lastcomp == rsp->completed) {
1105                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1106                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1107                 }
1108                 spin_unlock(&rnp->lock);
1109                 break;
1110
1111         case RCU_FORCE_QS:
1112
1113                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1114                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1115                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1116                         goto unlock_ret;
1117
1118                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1119
1120                 break;
1121         }
1122 unlock_ret:
1123         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1124 }
1125
1126 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1127
1128 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1129 {
1130         set_need_resched();
1131 }
1132
1133 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1134
1135 /*
1136  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1137  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1138  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1139  */
1140 static void
1141 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1142 {
1143         unsigned long flags;
1144
1145         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1146
1147         /*
1148          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1149          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1150          */
1151         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1152                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1153
1154         /*
1155          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1156          * period that some other CPU ended.
1157          */
1158         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1159
1160         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1161         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1162
1163         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1164         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1165                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1166                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1167         }
1168
1169         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1170         rcu_do_batch(rdp);
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Do softirq processing for the current CPU.
1175  */
1176 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1177 {
1178         /*
1179          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1180          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1181          * grace-period manipulations below.
1182          */
1183         smp_mb(); /* See above block comment. */
1184
1185         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1186                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1187         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1188
1189         /*
1190          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1191          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1192          * grace-period manipulations above.
1193          */
1194         smp_mb(); /* See above block comment. */
1195 }
1196
1197 static void
1198 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1199            struct rcu_state *rsp)
1200 {
1201         unsigned long flags;
1202         struct rcu_data *rdp;
1203
1204         head->func = func;
1205         head->next = NULL;
1206
1207         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1208
1209         /*
1210          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1211          * Note that we might see a beginning right after we see an
1212          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1213          * a quiescent state betweentimes.
1214          */
1215         local_irq_save(flags);
1216         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1217         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1218         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1219
1220         /* Add the callback to our list. */
1221         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1222         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1223
1224         /* Start a new grace period if one not already started. */
1225         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) == ACCESS_ONCE(rsp->gpnum)) {
1226                 unsigned long nestflag;
1227                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1228
1229                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1230                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1231         }
1232
1233         /* Force the grace period if too many callbacks or too long waiting. */
1234         if (unlikely(++rdp->qlen > qhimark)) {
1235                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1236                 force_quiescent_state(rsp, 0);
1237         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1238                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1239         local_irq_restore(flags);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1244  */
1245 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1246 {
1247         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1248 }
1249 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1250
1251 /*
1252  * @@@ Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
1253  * @@@ Placeholder pending rcutree_plugin.h.
1254  */
1255 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1256 {
1257         call_rcu_sched(head, func);
1258 }
1259 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
1260
1261
1262 /*
1263  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1264  */
1265 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1266 {
1267         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1270
1271 /*
1272  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1273  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1274  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1275  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1276  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1277  */
1278 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1279 {
1280         rdp->n_rcu_pending++;
1281
1282         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1283         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1284
1285         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1286         if (rdp->qs_pending) {
1287                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1288                 return 1;
1289         }
1290
1291         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1292         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1293                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1294                 return 1;
1295         }
1296
1297         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1298         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1299                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1300                 return 1;
1301         }
1302
1303         /* Has another RCU grace period completed?  */
1304         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1305                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1306                 return 1;
1307         }
1308
1309         /* Has a new RCU grace period started? */
1310         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1311                 rdp->n_rp_gp_started++;
1312                 return 1;
1313         }
1314
1315         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1316         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) &&
1317             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1318                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1319                 return 1;
1320         }
1321
1322         /* nothing to do */
1323         rdp->n_rp_need_nothing++;
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1329  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1330  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1331  */
1332 int rcu_pending(int cpu)
1333 {
1334         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1335                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu));
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1340  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1341  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1342  * an exported member of the RCU API.
1343  */
1344 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1345 {
1346         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1347         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1348                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1353  */
1354 static void __init
1355 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1356 {
1357         unsigned long flags;
1358         int i;
1359         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1360         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1361
1362         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1363         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1364         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1365         rdp->nxtlist = NULL;
1366         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1367                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1368         rdp->qlen = 0;
1369 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1370         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1371 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1372         rdp->cpu = cpu;
1373         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1378  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1379  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1380  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1381  */
1382 static void __cpuinit
1383 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1384 {
1385         unsigned long flags;
1386         long lastcomp;
1387         unsigned long mask;
1388         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1389         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1390
1391         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1392         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1393         lastcomp = rsp->completed;
1394         rdp->completed = lastcomp;
1395         rdp->gpnum = lastcomp;
1396         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1397         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1398         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1399         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1400         rdp->blimit = blimit;
1401         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1402
1403         /*
1404          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1405          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1406          */
1407
1408         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1409         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1410
1411         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1412         rnp = rdp->mynode;
1413         mask = rdp->grpmask;
1414         do {
1415                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1416                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1417                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1418                 mask = rnp->grpmask;
1419                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1420                 rnp = rnp->parent;
1421         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1422
1423         spin_unlock(&rsp->onofflock);           /* irqs remain disabled. */
1424
1425         /*
1426          * A new grace period might start here.  If so, we will be part of
1427          * it, and its gpnum will be greater than ours, so we will
1428          * participate.  It is also possible for the gpnum to have been
1429          * incremented before this function was called, and the bitmasks
1430          * to not be filled out until now, in which case we will also
1431          * participate due to our gpnum being behind.
1432          */
1433
1434         /* Since it is coming online, the CPU is in a quiescent state. */
1435         cpu_quiet(cpu, rsp, rdp, lastcomp);
1436         local_irq_restore(flags);
1437 }
1438
1439 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1440 {
1441         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state);
1442         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Handle CPU online/offline notifcation events.
1447  */
1448 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1449                              unsigned long action, void *hcpu)
1450 {
1451         long cpu = (long)hcpu;
1452
1453         switch (action) {
1454         case CPU_UP_PREPARE:
1455         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1456                 rcu_online_cpu(cpu);
1457                 break;
1458         case CPU_DEAD:
1459         case CPU_DEAD_FROZEN:
1460         case CPU_UP_CANCELED:
1461         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1462                 rcu_offline_cpu(cpu);
1463                 break;
1464         default:
1465                 break;
1466         }
1467         return NOTIFY_OK;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1472  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1473  */
1474 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1475 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1476 {
1477         int i;
1478
1479         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1480                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1481 }
1482 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1483 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1484 {
1485         int ccur;
1486         int cprv;
1487         int i;
1488
1489         cprv = NR_CPUS;
1490         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1491                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1492                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1493                 cprv = ccur;
1494         }
1495 }
1496 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1497
1498 /*
1499  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1500  */
1501 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1502 {
1503         int cpustride = 1;
1504         int i;
1505         int j;
1506         struct rcu_node *rnp;
1507
1508         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1509
1510         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1511                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1512         rcu_init_levelspread(rsp);
1513
1514         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1515
1516         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1517                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1518                 rnp = rsp->level[i];
1519                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1520                         spin_lock_init(&rnp->lock);
1521                         rnp->qsmask = 0;
1522                         rnp->qsmaskinit = 0;
1523                         rnp->grplo = j * cpustride;
1524                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1525                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1526                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1527                         if (i == 0) {
1528                                 rnp->grpnum = 0;
1529                                 rnp->grpmask = 0;
1530                                 rnp->parent = NULL;
1531                         } else {
1532                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1533                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1534                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1535                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1536                         }
1537                         rnp->level = i;
1538                 }
1539         }
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Helper macro for __rcu_init().  To be used nowhere else!
1544  * Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data structure.
1545  */
1546 #define RCU_DATA_PTR_INIT(rsp, rcu_data) \
1547 do { \
1548         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1549         j = 0; \
1550         for_each_possible_cpu(i) { \
1551                 if (i > rnp[j].grphi) \
1552                         j++; \
1553                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1554                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1555         } \
1556 } while (0)
1557
1558 void __init __rcu_init(void)
1559 {
1560         int i;                  /* All used by RCU_DATA_PTR_INIT(). */
1561         int j;
1562         struct rcu_node *rnp;
1563
1564         printk(KERN_INFO "Hierarchical RCU implementation.\n");
1565 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1566         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1567 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1568         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
1569         RCU_DATA_PTR_INIT(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1570         for_each_possible_cpu(i)
1571                 rcu_boot_init_percpu_data(i, &rcu_sched_state);
1572         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
1573         RCU_DATA_PTR_INIT(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1574         for_each_possible_cpu(i)
1575                 rcu_boot_init_percpu_data(i, &rcu_bh_state);
1576         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1577 }
1578
1579 module_param(blimit, int, 0);
1580 module_param(qhimark, int, 0);
1581 module_param(qlowmark, int, 0);